自控飞艇俯仰/偏航姿态控制系统设计与实现

发布时间：2021-08-02 07:10

　　自控飞艇是一种自带动力推进、可自主航迹飞行的飞行器。它工作在对流层,飞行高度大约在海拔6000米以下,它依靠艇体气囊内充载的氦气产生的静升力,通过控制飞艇动力系统以及飞艇尾翼,以低耗能实现空中飞行控制。自控飞艇俯仰/偏航姿态控制系统的主要执行机构是自控飞艇的尾翼舵机,飞艇通过调整舵机输出控制尾翼舵面实时偏摆来保证飞艇飞行俯仰/偏航姿态的正确与稳定,最终保证飞艇依照规定航迹飞行。大型化和高空化是自控飞艇的未来发展趋势,同时因需要搭载雷达等载荷升空,对飞行控制系统的安全性与可靠性要求也越来越高,对于在不同气象环境下飞艇姿态控制系统的控制性能要求也越来越高。本文以某对流层自控飞艇项目的俯仰/偏航姿态控制系统为研究目标,研究内容包括姿态控制系统执行机构的选型、模糊自适应PID控制算法研究与仿真、系统硬件设计、系统软件设计,最后对姿态控制系统进行了调试仿真与试验测试。论文主要内容如下:首先,提出了飞艇俯仰/偏航姿态控制系统的总体方案,介绍了系统的组成与工作原理,给出了系统执行机构的元器件选型方案,并提出了模糊自适应PID控制策略设计思路。其次,根据飞艇对俯仰/偏航姿态控制系统的指标要求,对姿态控... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

飞艇偏航姿态控制过程

图2.10为飞艇俯仰姿态控制系统结构。如图所示，俯仰角姿态控制器为 C s ，目的是控制飞艇实时俯仰角跟踪目标俯仰角。若飞艇受到突风影响，当前俯仰角偏离目标俯仰角，则飞艇的俯仰姿态控制系统的控制过程如图2.11所示。图2.11 飞艇俯仰姿态控制过程o 为飞艇俯仰角初始目标值， 为实测值，则俯仰误差为o = 。俯仰姿态控制器用俯仰误差进行解算，得到飞艇水平尾翼舵偏角控制量为 ，而尾翼舵偏角初始值

第 3 章 自控飞艇俯仰/偏航姿态控制系统的设计与仿真I 0.2、DK 0.1。态控制回路的仿真结果：仿真速飞行仿真是在飞艇速度为 =5m/scV 下进行的，仿中俯仰角指令是幅值为 2°的阶跃脉冲，从响应曲线过冲不大于5%，姿态稳定后控制误差不大于3%。

【参考文献】：
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本文编号：3317134