平流層飛艇軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、平流層飛艇是浮空器的一種，它一般工作在距離地表18~22km處的平流層區(qū)域。平流層飛艇平臺(tái)（SAP，Stratospheric Airship Platform）作為一種新的高空平臺(tái)，可以在平流層提供通信、電視轉(zhuǎn)播、環(huán)境觀察以及監(jiān)測(cè)等功能，和傳統(tǒng)的固定翼飛機(jī)相比，平流層飛艇具有能夠長(zhǎng)時(shí)間定點(diǎn)駐空的特征；和衛(wèi)星相比，飛艇可以在較低的高度長(zhǎng)時(shí)間的定點(diǎn)駐空，并且操作成本較小。
　　本文圍繞平流層飛艇不同飛行階段的軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)展開，研究平

2、流層飛艇從地面上升到平流層固定高度的最優(yōu)軌跡和在平流層高度內(nèi)從一個(gè)地點(diǎn)飛到另一個(gè)地點(diǎn)的最優(yōu)軌跡。通過不同性能指標(biāo)的設(shè)計(jì)，得出滿足這些性能指標(biāo)的最優(yōu)軌跡，為實(shí)際飛行中的軌跡跟蹤提供參考。首先建立平流層飛艇的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)上升階段和平飛階段的條件，得出簡(jiǎn)化的上升模型和平飛模型；其次對(duì)從地面到平流層的主要大氣環(huán)境要素（大氣密度和風(fēng)場(chǎng)分布）進(jìn)行建模，為軌跡優(yōu)化的仿真建立接近實(shí)際的環(huán)境模型；再次建立平流層飛艇軌跡優(yōu)化的最優(yōu)問題模型，利用直接配點(diǎn)