飞艇无线通信

飞艇无线通信也称为平流层气球无线通信，是一种可以快速、可靠、廉价地实现实时、宽带、大容量的多媒体通信的方式。     

基于遗传算法的平流层飞艇路径规划设计

利用传统线性化方法--小扰动法将模型线性化,结合平流层飞艇的工作特性,把飞艇上升运动看成是纵向基准运动和横侧向扰动运动.然后采用最小值原理,根据飞艇的控制量和边界条件,设计和优化飞艇的上升轨迹,其性能目标函数是从初始点到目标点运动过程中能量消耗最小.利用遗传算法,在运动模型和控制量变化的共同约束作用下,求取目标函数的最小值.最后根据飞艇实际工作过程,对仿真结果分析表明,该方法具有实际应用价值.     

基于小波神经网络补偿的飞艇滑模控制

平流层飞艇具有非线性、参数慢时变等特征,在滞空期间,还受到阵风及大气紊流的影响．将反推滑模技术用于实现飞艇姿态的鲁棒控制,保证了系统稳定．为避免变结构控制中固有的抖振现象,使用自回归小波神经网络（Self—RecurrentWaveletNeuralNetworks,SR—WNN）实时调整开关增益的大小,网络的自回归单元可以克11~,J、波函数的振荡特性,使得估计更为平滑．仿真结果表明：控制器能够适应飞艇结构参数变化及外部扰动的影响,获得强的鲁棒性与好的动态性能．     

平流层通信平台MAC层的调度方案建模及仿真

平流层升空平台能够满足可提供战时服务、能快速部署,适用于区域性覆盖.为满足平台支持的多用户、多优先权、综合业务的接入策略并解决资源动态分配问题.提出了一种可以满足平台MAC层的服务质量(QoS)和动态带宽分配的调度架构,架构包括移动中心站(MCS)对移动站(MS)的带宽分配和移动站内上行业务的二级带宽调度架构,并根据不同业务需求采用不同的调度算法.仿真结果表明:调度方案能很好的满足所有类型业务的服务质量需求.并提供了较好的公平性,保证了架构的可行性.     

平流层飞艇热性能分析软件开发

为减少平流层飞艇的设计周期和设计试验经费,清晰准确地反映出平流层飞艇空间轨迹和温度场分布以及各种不同因素对轨迹和温度场分布的影响,自主开发了平流层飞艇热性能分析软件.通过建立平流层飞艇运动和热特性模型,利用VC++编程环境,对平流层飞艇在不同输入状态下的上升、浮空、下降过程中的轨迹和温度进行数值仿真,并利用图形显示界面进行显示.软件设计包括参数输入、中间计算和性能分析三个部分.软件将输出结果存储到ACCESS数据库中,增强了数据的可读性和交互性.从软件的运行结果反映出该软件涵盖面广、数据可靠、操作方便、界面生动等特点,达到预期设计目标.     

一种减小多普勒频移的通信系统仿真

正交频分复用作为一种高效的数据传输方式,它能够提供较高的频谱效率,但相对运动的物体会使信号的收发产生多普勒频移,多普勒频移会影响OFDM子载波之间的正交性,这将严重影响系统的性能。然而在移动速度不变的情况下,高空环境下的多普勒频移变化要小于地面,通过仿真证明高空下多普勒频移对系统误比特率的影响比地面系统降低50%-60%,并使用ACK函数算法证明当多普勒频移大于200Hz时,系统性能显著提升。     

自主飞艇浮力调节系统的建模及控制

针对特定结构的平流层信息平台——自主飞艇，建立了多气囊浮力调节动力学方程．将气囊浮力力矩平衡关系式引入方程组，使多输入双输出耦合系统简化为多输入单输出系统．控制系统分为两级：一级控制系统中，根据非零隶属度存立原则确定模糊控制量的输出，通过调节量化因子和比例因子，弥补了控制过程中专家经验的不足，满足了系统对不同控制阶段的性能要求；二级控制系统采用简单的模糊控制．数字仿真验证了该控制方法的可行性．     

平流层演示验证飞艇实时仿真平台设计

在平流层飞艇的设计和研究中,飞行仿真可以有效验汪飞艇的动力学模型、控制器设计,检验飞艇的操纵性、飞行稳定性。同时,实时仿真技术可以提高飞艇性能,缩短研制周期。为解决上述问题,提出通过搭建飞艇的实时仿真平台,实现飞行仿真和实时仿真技术的统一。针对上海交通大学"致远一号"平流层演示验证飞艇,使用xPC target搭建了飞艇的实时仿真平台,完成了利用Simulink软件的动力学建模和控制系统设计,同时利用Flightgear飞行模拟器为仿真系统设计开发了视景仿真系统。进行仿真的结果显示,系统较好的实现了飞艇从上升到返回全过程飞行任务,视景系统直观准确地显示了飞艇在仿真过程中的状态变化,并可以为后续研究工作提供了依据。