本文選題：大型飛艇 + 增穩(wěn)控制器��； 參考：《北京林業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：大型飛艇能用于高空偵查,高空駐留平臺(tái)以及通信中繼等戰(zhàn)略任務(wù),還能應(yīng)用于大地測繪、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域,具有重要的軍事意義和社會(huì)價(jià)值。為了能更好的完成大型飛艇的長時(shí)間駐空任務(wù),具備穩(wěn)定的位置與姿態(tài)保持能力至關(guān)重要,故大型飛艇的穩(wěn)定性分析和增穩(wěn)控制器設(shè)計(jì)是其研制和應(yīng)用過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于飛艇的體積大、慣性大、飛行速度低等特點(diǎn),同時(shí)副氣囊充放氣及擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)使得飛艇的重量、重心變化較大,使得飛艇極易發(fā)生縱向運(yùn)動(dòng)發(fā)散,影響飛行安全。針對(duì)這些現(xiàn)象,本文以大型飛艇為研究對(duì)象,分析受力關(guān)系,建立6自由度非線性模型,并在穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上,提出了基于LMI特征結(jié)構(gòu)配置法和反步法設(shè)計(jì)增穩(wěn)控制器,主要研究內(nèi)容包括：(1)通過分析大型飛艇受力復(fù)雜的特點(diǎn),基于牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立其6自由度非線性模型,并將復(fù)雜的非線性模型轉(zhuǎn)換成一般表達(dá)形式。(2)將非線性模型線化解耦為縱向和橫側(cè)向兩組互相獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)方程,分析飛艇性能,并研究考慮副氣囊耦合效應(yīng)時(shí),大型飛艇縱向運(yùn)動(dòng)的操穩(wěn)性能。(3)采用LMI特征結(jié)構(gòu)配置法和反步法設(shè)計(jì)增穩(wěn)控制器,并通過仿真分析,證明線性增穩(wěn)控制器不僅增強(qiáng)飛艇縱向運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性,還能實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同運(yùn)動(dòng)模態(tài)之間耦合程度的控制,非線性增穩(wěn)控制器能抑制大型飛艇的“鐘擺”振蕩運(yùn)動(dòng),提高閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒性。
[Abstract]:Large airship can be used in strategic tasks such as high-altitude reconnaissance, high-altitude resident platform, communication relay and so on. It can also be used in geodetic mapping, environmental monitoring and other fields. It has important military significance and social value.It is very important to have stable position and attitude retention ability in order to accomplish the long time airship mission, so the stability analysis and stability controller design of large airship is one of the key technologies in its development and application.Because the airship has the characteristics of large volume, large inertia, low flying speed and so on, the airship's weight and center of gravity change greatly with the movement of the auxiliary airbag filling and discharging and swinging, which makes the airship prone to longitudinal motion divergence, which affects the flight safety.Aiming at these phenomena, this paper takes the large airship as the research object, analyzes the force relation, establishes the nonlinear model of 6 degrees of freedom, and on the basis of the stability analysis, puts forward the design of the stability controller based on the LMI characteristic structure collocation method and the backstepping method.The main research contents include: (1) based on Newton's law of motion, the nonlinear model of a large airship with six degrees of freedom is established by analyzing its complicated force.The complex nonlinear model is transformed into a general expression form. (2) the nonlinear model line is decoupled into two independent equations of motion, longitudinal and lateral, and the performance of the airship is analyzed, and the coupling effect of the auxiliary airbag is studied.The stability performance of large airship longitudinal motion is analyzed by using LMI characteristic structure collocation method and backstepping method. Through simulation analysis, it is proved that the linear stability controller not only enhances the stability of airship longitudinal motion, but also improves the stability of airship longitudinal motion.The nonlinear stability controller can restrain the oscillatory motion of the "pendulum" of the large airship and improve the robustness of the closed-loop system.
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V274

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1 劉v，

本文編號(hào)：1756442