翼伞飞行运动建模与翼伞空投控制技术研究

摘要

翼伞系统的高滑翔特性和可控特性，使得翼伞系统已成为空投领域研究的热点。目前国内对翼伞的研究与国外相比还有很大差距。本文采用理论分析与数值仿真相结合的方法，对翼伞空投系统动力学、轨迹规划和跟踪问题进行了比较深入的研究。 本文建立了翼伞系统六自由度非线性数学模型和Simulink 下的飞行运动仿真模型，着重分析了翼伞系统的基本运动特性，以及主要设计参数对系统性能的影响，对研究翼伞空投系统的工作过程和控制技术提供了理论依据。 为了实现翼伞系统的准确、安全着陆，根据翼伞系统自身的可操纵性和基本运动特性，本文对翼伞系统的归航策略作了深入研究，并设计了翼伞空投系统的分段归航轨迹。利用各段轨迹的几何关系将轨迹优化问题转化为参数优化问题，并对基本遗传算法进行了改进，运用新的改进自适应遗传算法（IAGA）进行了有效的求解，提高了收敛速度，避免了“早熟”现象。 本文分别采用了两种方法对翼伞空投系统的控制技术进行了研究。一种方法是根据翼伞系统线性时不变的误差方程，直接进行轨迹控制器的设计，本文基于这种思想设计了模糊自适应PID 控制器。另一种方法是采用传统飞行器轨迹控制设计方法，将整个控制器分为姿态稳定内回路和质心运动外回路，本文采用模糊滑模控制的方法对姿态稳定内回路做了深入研究。 最后，在VC++的编程环境下，结合开放性图形开发库OpenGL和三维模型制作工具MilkShape 3D，开发了翼伞空投系统的三维视景软件。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章 绪论

第二章 翼伞飞行运动建模

第三章 翼伞系统自动归航轨迹的设计

第四章 翼伞空投控制技术研究

第五章 翼伞空投三维软件系统开发研究

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文