【摘 要】
：
本文受国家自然科学基金项目“平流层可重复使用长航时飞艇综合建模与优化协调控制（项目批准号:61733017）”资助,研究了平流层飞艇高度控制和水平面内的路径跟踪控制相关问题。随着航空科学技术的不断发展和进步,平流层飞艇特有的应用优势日益突出。相较于飞机等传统飞行器,平流层飞艇具有可垂直起降,耗能少,驻空时间长等优势,在环境监控、通讯、导航定位等领域有很高的应用价值。本文主要研究了平流层飞艇的高度控
【基金项目】
：
国家自然科学基金项目“平流层可重复使用长航时飞艇综合建模与优化协调控制（项目批准号:61733017）”
论文部分内容阅读
本文受国家自然科学基金项目“平流层可重复使用长航时飞艇综合建模与优化协调控制（项目批准号:61733017）”资助,研究了平流层飞艇高度控制和水平面内的路径跟踪控制相关问题。随着航空科学技术的不断发展和进步,平流层飞艇特有的应用优势日益突出。相较于飞机等传统飞行器,平流层飞艇具有可垂直起降,耗能少,驻空时间长等优势,在环境监控、通讯、导航定位等领域有很高的应用价值。本文主要研究了平流层飞艇的高度控制与路径跟踪控制相关问题,具体的工作内容如下:1.为了建立平流层飞艇的运动模型,首先对飞艇结构进行合理化假设,然后分析飞艇的受力情况,通过应用理论力学、坐标转换等知识建立飞艇的动力学模型与运动学模型,为后面设计飞艇高度控制器与路径跟踪控制器奠定数学基础。2.设计平流层飞艇高度控制器。针对飞艇高度控制特点,将飞艇运动模型简化为纵向运动模型。通过反馈线性化理论对纵向运动模型进行输入输出线性化并实现输出解耦,再通过滑模变结构控制设计高度控制律,最后通过仿真验证控制系统的有效性。3.设计平流层飞艇的路径跟踪控制器。针对飞艇在水平面的路径跟踪控制特点,将飞艇运动模型简化为横向运动模型。引入制导律理论来计算路径跟踪过程中的期望偏航角,然后基于线性自抗扰控制理论设计飞艇的路径跟踪控制律,仿真时再加入模拟风场扰动与纵向运动耦合项,最后通过仿真结果说明了该控制系统具有良好的稳定性与鲁棒性。
其他文献
背景:动脉粥样硬化（atherosclerosis,AS）的发病率高,造成的急性临床事件严重危害人类健康。其本质是动脉的炎症反应,而细胞粘附分子（cell adhesion molecules,CAMs）贯穿于AS的整个过程,介导炎性细胞的粘附,影响疾病的进展。脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）属于革兰氏阴性菌外膜的主要成分,常被用来建立多种炎症模型。其中“二次打击”大鼠炎症模
湍动能耗散率是分子粘性作用下湍流动能转化为内能的速率,可以客观表征湍流的强度,是理解海洋混合的基础。湍流微尺度剖面仪通过测量微尺度流速剪切来估算湍动能耗散率,是目前研究海洋湍流混合最有效的观测工具。基于湍流观测资料与准各向同性湍流的直接数值模拟（DNS）数据,本文对海洋小尺度湍流的统计特性进行了研究。全球海洋多站点湍流观测资料的集成分析表明,湍动能耗散率的概率密度分布明显偏离对数正态分布（Logn
海水淡化与水处理技术的开发对人类的生存以及生态环境的可持续发展至关重要。现阶段已发展成熟的水处理技术包括反渗透法（Reverse Osmosis）、电渗析法（Electrodialysis）、多级闪蒸法（Multi-stage Flash Distillation）等,这些技术在海水淡化路线、技术成本、设备运行能耗等方面均存在缺陷。太阳能海水淡化过程是一种绿色、可持续的脱盐过程,具有能耗低、成本低
海洋微微型蓝藻原绿球藻和聚球藻是低纬度热带亚热带寡营养海域最主要的浮游植物,在群落中占据绝对优势地位。在未来海洋层化加剧导致低纬度寡营养海域浮游植物生长所需营养盐更加受限的背景下,浮游植物的响应将对海洋初级生产力产生重要影响,但是目前关于营养盐供给变化对寡营养海域浮游植物造成的影响尚不明晰。除此之外,气候变化背景下,以微微型蓝藻为优势类群的低纬度热带亚热带寡营养海域浮游植物群落如何响应海洋酸化尚无
惯性导航系统（INS）作为一种自主式导航系统,凭借其自主性强、隐蔽性好、工作环境广等优点,在航空航天、军事武器和民用领域都有着广泛的应用。各个领域日益复杂的需求使得惯性导航系统必须朝着微型化、低能耗、高可靠性的方向发展,微机电系统（MEMS）和冗余技术为此提供了强大动力。本文围绕基于冗余MEMS陀螺仪的惯性导航系统,开展了一系列的研究工作,主要的研究内容包括:首先,讨论MEMS陀螺仪的冗余配置方案
减数分裂是有性生殖所必需的一种特殊的细胞分裂方式,是一个从二倍体的生殖细胞产生单倍体配子（精子和卵子）的过程。在这个过程中,DNA仅复制一次,而染色体连续两次分离。减数分裂同源染色体的精确分裂依赖于减数分裂前期的一些关键事件的有序发生,这些关键事件包括:同源染色体配对、联会复合体（synaptonemal complex,SC）的形成、程序性的DNA双链断裂以及遗传交叉（crossover）的形成
大气干湿沉降是海洋溶解有机碳（DOC）的重要外源之一,近海城市大气沉降有机碳又同时受到陆地与海洋的影响,来源复杂。因此对近海大气沉降有机碳来源、归宿、季节变化以及影响因子的探究有利于理解大气沉降在地球化学循环中的作用。本论文于2018年12月至2019年9月和2018年9月到2019年9月分别对厦门干、湿沉降进行了为期10个月和一年的采样分析,以低分子量有机酸（LMWOAs）作为活性生物标志物,溶
自纠错输出编码（Error Correct Output Codes,ECOC）是一种通用的解决多分类问题的算法框架,其通过集成多个基本二分类器来解决多分类问题,并且可以自动矫正部分预测错误的基本分类器,使得最终预测结果正确。ECOC算法主要包括编码和解码两部分,编码阶段会生成一个编码矩阵,该编码矩阵是ECOC算法的核心,编码矩阵的好坏会直接决定算法的性能,根据编码方式的不同又可以分为数据相关型（
航空发动机作为最高智慧的工业结晶之一,具有结构复杂、制造周期长、研制成本高等特点。航空发动机控制系统,是发动机的重要组成部分,同样是发动机在宽广的飞行包线内安全稳定工作的重要保障。如何设计可靠稳定的控制器使得发动机可以在不同的飞行条件下都能够稳定、高效的运行,是航空发动机系统设计的重中之重。自抗扰控制技术（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）作为一种
能源一直是人类发展进程中最关键的因素。现阶段世界上的主要能源,包括石油、煤炭、天然气等属于不可再生能源;风力、地热能、水力、核能、生物质能等可再生能源的利用,近年来有较大的发展,但仍作用有限或技术不成熟。能源的探索与人类社会的长远发展息息相关。由于环境污染和能源危机的加剧,开发绿色能源,提高能源利用率已成为当前广大学者十分关注的问题。本论文在对当前热光伏电池、热离子发电、石墨烯应用等方面的研究现状