平流層飛艇水平運(yùn)動(dòng)的軌跡優(yōu)化研究.pdf

1、平流層飛艇是一種依靠空氣浮力，能在平流層高度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間定點(diǎn)懸停，并且能夠攜帶一定負(fù)載的浮空器。作為一種全新的工作平臺(tái)，平流層飛艇以其巨大的軍事和民用價(jià)值，近年來引起了人們的注意，成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
　　本文圍繞飛艇在平流層內(nèi)的軌跡優(yōu)化問題進(jìn)行研究，求解其在不同風(fēng)場(chǎng)條件下水平運(yùn)動(dòng)的最優(yōu)軌跡，對(duì)飛艇在平流層內(nèi)飛行的控制策略提供了參考。
　　文章首先介紹了課題背景與研究意義，列舉了各個(gè)國(guó)家的平流層飛艇以及軌跡優(yōu)化問題的研究現(xiàn)狀

2、。其次，針對(duì)一維恒定風(fēng)場(chǎng)的情況，建立平流層飛艇簡(jiǎn)化的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，通過最小值原理，解得最優(yōu)軌跡中存在的三種工作模式，并證明了一維最優(yōu)軌跡的若干引理。通過具體的邊界條件，得到飛艇在一維最優(yōu)軌跡中的模式切換次序。然后，對(duì)于一維風(fēng)場(chǎng)時(shí)變的情況，基于滾動(dòng)優(yōu)化的思想，提出一種新的軌跡優(yōu)化方法，并通過數(shù)值仿真證明了算法的有效性，實(shí)現(xiàn)了一維軌跡優(yōu)化的在線設(shè)計(jì)。再次，通過漸近法，分步考慮誘導(dǎo)阻力與側(cè)滑角對(duì)飛行軌跡的影響，解決了飛艇在無風(fēng)情況的二維軌跡優(yōu)化