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基于DSP的太阳能飞艇飞控系统研究

蒋乐平  
【摘要】:目前,飞艇的研发逐渐成为飞行器发展中一个重要的发展趋势。飞控系统是维持飞艇正常工作的重要组成部分,用来对飞艇的飞行进行有效地控制和管理;太阳能电池则是维持飞艇正常飞行的动力组成部分,太阳能能够为飞艇的巡航飞行提供源源不断的清洁能源。 太阳能飞艇飞控系统主要包括3个部分:飞控计算机子系统、传感器子系统、伺服作动子系统。飞控计算机子系统的核心处理器采用TI公司的TMS320F2812DSP处理芯片,并与SRAM、FLASH存储器和电源电路系统组成了飞控系统计算机子系统,飞控计算机子系统可以把传感器采集到的重要数据存储于SRAM和FLASH存储器做为备用数据;传感器子系统主要包括差分GPS、高度计与超声波传感器、捷联惯导模块、温度与气压传感器等。通过分析和处理各传感器采集到的数据,控制飞艇的飞行姿态和飞行高度,使飞艇处于正常的自主飞行状态;伺服作动子系统主要为舵机,分析舵机工作原理,完成舵机驱动电路,实现对舵机的有效控制。 由于净升力以及大气紊流对飞艇的飞行特性影响比较大,所以对净升力与大气紊流的研究也是飞艇研究的一个重要方面。净升力研究主要是研究净升力与飞行高度、大气气压等因素之间的关系,总结出净升力不会随海拔高度变化,与飞艇气囊体积成近似线性递增关系,与压力高度成近似线性递减的关系。通过对飞艇净升力的研究可以更好地实现对飞艇飞行姿态的控制。大气紊流主要是研究大气紊流的形成、模型以及大气紊流对飞艇飞行特性的影响。 能源管理系统的研究是太阳能飞艇研究的重要方面,只有对能源分配与管理进行优化分析,才能更有效地发挥太阳能能量的功效。能源管理系统的研究首先介绍飞艇能源管理系统的组成部分以及它们彼此之间的关系,分析太阳能电池模型,分析太阳能阵列以及影响太阳能能量的主要因素,最后分析太阳能电池与锂电池之间的能量分配与管理。


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