基于DSP的飛艇姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

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

2、他領(lǐng)域的知識(shí)查閱了大量的國(guó)內(nèi)外公開發(fā)表的資料以及結(jié)合在公司實(shí)習(xí)所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，針對(duì)飛艇的姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行初步研究。主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　1.首先，選取飛艇建模合適的坐標(biāo)系，運(yùn)用機(jī)理分析法對(duì)平流層飛艇進(jìn)行詳細(xì)的受力分析，再根據(jù)經(jīng)典力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論，建立起飛艇的六自由度非線性運(yùn)動(dòng)方程，并對(duì)飛艇運(yùn)動(dòng)中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。此外，由于在一定的條件下，飛艇定點(diǎn)駐留的運(yùn)動(dòng)滿足采用小擾動(dòng)線性化方法進(jìn)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(jìn)行研究分析。
　　2.此外，針對(duì)平流層飛艇姿態(tài)控制電路板的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)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(duì)接收到的姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)解算，依據(jù)控制律調(diào)節(jié)飛艇尾翼舵機(jī)和調(diào)姿氣囊的閥門和鼓風(fēng)機(jī)，使飛艇按照預(yù)定的位置和姿態(tài)進(jìn)行飛行。
　　3.最后，本文針對(duì)飛艇定點(diǎn)駐留時(shí)候的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，采用滿意PID控制方法對(duì)已經(jīng)線性化處理過的縱向和橫向方程，分