平流层飞艇多电机协调控制研究

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1、分类号UDC国哟编号中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文研究所：2013年5月ByWangXuweiAThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringAcademyofOpto—ElectronicsChineseAcademyofSciencesMay,2

2、013学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：至遂沙D年4月3日关于论文使用授权说明本人完全了解中国科学院大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或

3、部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。签名：兰丝施导师签名：查堕w／弓年6月摘要平流层飞艇多电机协调控制研究动力推进系统是平流层飞艇的重要组成部分，它主要由电机和螺旋桨组成。随着平流层飞艇的体积、质量、速度不断增大，动力推进功率需求也指数增大，从而出现了需要配置多套电机螺旋桨协同工作的情形。本文针对此种多电机的协调控制系统展开研究，主要研究工作包括：1．进行了国内外相关研究的调研，了解了目前国内外平流层飞艇的动力推进系统结构与常见控制方法。2．提出了一种多电机协调控制算法，控制目标为动力推进系统整体功率

4、消耗最优，并进行健康运行。3．编写地面测试时使用的上位机软件。4．对动力推进系统由相同参数和不同参数推进单元构成时，协调控制系统的工作情况进行仿真，并与常规控制方案功率消耗进行对比。5．进行地面试验，验证协调控制系统部分内容。并以此为依据继续优化协调控制系统。论文针对未来飞艇动力推进的实际需求，完整地设计了一套协调控制系统，协调控制各推进单元，共同实现推力需求；同时监测所有推进单元的电机转速、电流和温升等参数并协调控制，实现自主健康监控。本文结果对后续飞艇多电机动力推进系统控制具有参考价值。关键词：平流层飞艇，动力推

5、进，多电机控制平流层飞艇多电机协调控制研究THEMUI．TI．MOTORCOORDINATEDCONTROLRESEARCHOFSTRATOSPHERICAIRSHIPABSTUACTWangXuweiDirectedby：LiZhaojieWiththegradualincreaseinthevolumeandmassofthestratosphericairship，thepropulsionpowerdemandsincreasesrapidly．Thusgivesrisetothesituation，that

6、multiplesetsofpropulsionunitcollaborativeoutputthrustforce．Rehashonthemulti—motorcoordinatedcontrolsystemiscarriedoutinthispaper．Themainresearchworkincludes：1．Thehistoryanddevelopmentofthepropulsionsystemofstratosphericairshipwasinvestigated．Thenormalstructurea

7、ndcontrolstrategyofthepropulsionsystemwasobtained．2．Asetofmulti-motorcoordinatedcontrolalgorithms，aimingatloweringthetotalpowerconsumptionofthepropulsionsystem，andmonitoringthesystem．3。Thehostcomputersoftwarewaswrittenforgroundtesting。4．Constitutedbydifferentas

8、wellasthesameparameterswassimulated．Andthepowerconsumptiondifferencebetweenconventionalcontrolandthecoordinatedcontrolwascalculated．5．Thecoordinatedcontrolsystemongroundwast