傘載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與歸航控制方法的研究.pdf

1、近年來，翼傘在救災(zāi)物資投放、作戰(zhàn)補(bǔ)給和航天器回收方面顯示出強(qiáng)大的優(yōu)越性。翼傘空投系統(tǒng)受到廣泛研究。但由于翼傘空投數(shù)據(jù)有限，難以滿足理論研究與應(yīng)用的需求，因此本課題提出了研發(fā)傘載數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的構(gòu)思，采集翼傘降落過程中翼傘狀態(tài)數(shù)據(jù)和大氣參數(shù)，并對翼傘歸航進(jìn)行自主控制，并應(yīng)用于工程實踐。
　　本文首先研究了傘載數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，設(shè)計了翼傘空投系統(tǒng)的總體架構(gòu)，分析了翼傘空投系統(tǒng)的組成模塊。在具體應(yīng)用背景下，詳細(xì)分析了傘載數(shù)據(jù)采集與

2、控制系統(tǒng)的硬件平臺和傳感器選型，并詳細(xì)介紹了操作系統(tǒng)的選型、裁剪和安全性。同時為硬件模塊設(shè)計了傘載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)核心電氣腔體和假人外殼結(jié)構(gòu)，使設(shè)備集成于一體，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。
　　其次設(shè)計了傘載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件架構(gòu)，實現(xiàn)了各傳感器數(shù)據(jù)采集模塊，包括航姿參考系統(tǒng)、GPS模塊、單軸加速度、數(shù)據(jù)采集卡模塊、氣壓傳感器模塊；設(shè)計了合理的數(shù)據(jù)傳輸幀格式，采用霍夫曼編碼的壓縮方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，減少了數(shù)據(jù)發(fā)送量，提高了數(shù)據(jù)收發(fā)速度和

3、傘載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實時性；設(shè)計了傘載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與地面站的通信協(xié)議，確保了通信的實時性和可靠性。
　　隨后研究了翼傘歸航控制方法。依據(jù)項目實際需求，采用PID控制作為翼傘歸航控制方法；分析了PID控制的基本原理和控制器參數(shù)對PID控制性能的影響；由于PID參數(shù)的工程整定方法復(fù)雜且精度不高，本文采用遺傳算法整定PID參數(shù)；對遺傳算法的選擇、交叉、變異算子進(jìn)行改進(jìn)，將改進(jìn)的遺傳算法用于PID參數(shù)優(yōu)化，取得了較好的效果。
　　最后