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．     

测控技术在火灾监测飞艇姿态控制系统中的应用

利用数字电子罗盘、单片机及专用芯片组成了监测飞艇姿态稳定控制系统。飞艇在高卒中受外界因素的影响下所发生的航向、俯仰及倾斜角的变化信息,通过数字电子罗盘的检测输送给单片机。单片机再根据数字电子罗盘的检测信息及反馈信息控制安装住飞艇两翼的伺服电机工作,保证飞艇在高卒的姿态稳定,提高监测地理位置的准确性。     

基于ZYNQ飞艇囊体应变在线监测系统设计

针对当前高空飞艇囊体的应变实时测量装置无法同时具备体积小和实时测量的工作属性,创新性地用光学器件和感光元件配合,对工作中飞艇囊体两个固定点的相对位移量进行测量,提出了一种能够在线监测飞艇囊体应变的测量装置,能够实现应变在线测量且测量精度高;采用TCD1500C电荷耦合器件作为数据来源;主芯片采用ZYNQ处理器,ZYNQ能够具备FPGA的并行处理能力和Cortex的数据调度能力,能够处理CCD高速数据;通过自定义IP核,使用PS端与PL端互联AXI协议,实现了高速、大量数据传输;为了得到应变信号,采用了将应变信号转化为位移信号进行采集的方法,之后将位移信号采集存储至SD卡中并周期性显示到上位机上,实现地面对飞艇囊体应变的实时监控;实现了飞艇囊体应变的实时测量并把测量精度提高至0.1％.     

A backstepping controller for path‐tracking of an underactuated autonomous airship

In this paper we propose a nonlinear control approach for the path‐tracking of an autonomous underactuated airship. A backstepping controller is designed from the airship nonlinear dynamic model including wind disturbances, and further enhanced to consider actuators saturation. Control implementation issues related to airship underactuation are also addressed, namely control allocation and an attitude reference shaping to obtain a faster error correction with smoother input requests. The results obtained demonstrate the capacity of an underactuated unmanned airship to execute a realistic mission including vertical take‐off and landing, stabilization and path‐tracking, in the presence of wind disturbances, with a single robust control law. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

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.     

基于ARM9200的无人飞艇的飞控板设计

介绍无人飞艇的自动驾驶飞控板的总体设计方案、主要功能、硬件的构成和特点、软件设计方案等.重点介绍了飞艇低速飞行过程中,尾翼与发动机倾角、发动机转差的冗余控制技术.     

基于PSoC的飞艇艇内温度采集系统设计

介绍基于PSoC、nRF24L01射频芯片和DS18B20数字温度传感器的智能无线温度采集系统在飞艇上的设计,并对系统实际运行的结果数据进行测试分析,实现温度的测量与数据传输。重点描述了系统采集端软硬件的设计与实现,阐述了软件与硬件的设计要求。本系统功耗低、结构简单、通信效率高,可实现飞艇范围内全方位的温度测量。     

空中无线电监测平台最佳工作高度探究

无线通信技术的快速发展使得无线电监测环境日益复杂,传统的无线电监测网很难满足日常无线电监测的需求,为了实现空中无线电全方位立体式的监测,实现覆盖范围内空中频率通信安全畅通,探究满足需求的最佳平台工作高度.在云南省昆明市呈贡大学城应用飞艇作为空中平台,搭载无线电监测设备,对发射的12个不同地点的监测信号进行信号强度的测试.飞艇飞行高度达到100m时,大部分监测信号能被监测得到,能满足无线电监测的日常需求.证明了建立云南省空中无线电监测的可行性,并得出了满足监测工作需求的最佳平台高度,为今后空中监测平台的部署提供了有力支撑.     

高空飞艇地面温度观测实验研究

热分析模型是高空飞艇飞行控制模型的重要组成部分。为了构建正确的热分析模型,开展了高空实验艇地面温度观测实验。实验在地面进行,实验艇水平停放在外场实验场地上。实验中,在囊体外表面和内部气室内安装温度测试系统,用以观测飞艇在不同热环境条件下表面温度和内部气体温度在空间和时间上的分布规律。实验结果表明：① 太阳辐射具有明显的方向性,囊体上表面不同几何位置上所接收到的太阳辐射通量受太阳高度角的影响较大,而受太阳方位角的影响较小;② 地面长波辐射具有明显的漫射特性,囊体下表面对地面长波辐射的吸收几乎不受实验艇方向角和仰角变化的影响;③ 囊体表面和不纯净的氦气对太阳短波辐射的吸收比对地面长波辐射的吸收更强烈,从而在飞艇内部空间形成明显的径向温度梯度;④ 空气室的充放气过程对囊体表面温度和内部气体温度均产生显著的影响,充气过程会引起温度的上升,放气过程会引起温度的下降。     

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。