基于DSP的飛艇姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、飛艇作為傳統(tǒng)的飛行器，相對飛機發(fā)展起步更早，中間經(jīng)歷過輝煌和衰落。在上世紀七八十年代，飛艇作為通信中繼、遠程預(yù)警、高精度對地觀測、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)視與指揮救援等任務(wù)的飛行平臺的應(yīng)用價值逐漸在全世界內(nèi)得到認可，于是飛艇的發(fā)展再次進入快車道。在平流層飛艇研發(fā)制造過程中，存在著多項關(guān)鍵技術(shù)，亟待解決，包括蒙皮和氣囊材料的研發(fā)、動力推進技術(shù)的改進、能源儲能管理技術(shù)的突破以及自主飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計。該篇論文在所學專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，并對對涉及到的其

2、他領(lǐng)域的知識查閱了大量的國內(nèi)外公開發(fā)表的資料以及結(jié)合在公司實習所學的相關(guān)知識，針對飛艇的姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計進行初步研究。主要工作包括以下幾個方面:
　　1.首先，選取飛艇建模合適的坐標系，運用機理分析法對平流層飛艇進行詳細的受力分析，再根據(jù)經(jīng)典力學和空氣動力學相關(guān)理論，建立起飛艇的六自由度非線性運動方程，并對飛艇運動中的各個參數(shù)進行簡要分析。此外，由于在一定的條件下，飛艇定點駐留的運動滿足采用小擾動線性化方法進行線性化處理的條件，

3、所以最后將其解耦為縱向和水平方向向的兩組方程來進行研究分析。
　　2.此外，針對平流層飛艇姿態(tài)控制電路板的硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計進行了初步的研究，并制作出一塊完整的姿態(tài)控制板。利用DSP控制芯片，對接收到的姿態(tài)數(shù)據(jù)進行實時解算，依據(jù)控制律調(diào)節(jié)飛艇尾翼舵機和調(diào)姿氣囊的閥門和鼓風機，使飛艇按照預(yù)定的位置和姿態(tài)進行飛行。
　　3.最后，本文針對飛艇定點駐留時候的運動特點，采用滿意PID控制方法對已經(jīng)線性化處理過的縱向和橫向方程，分