引用本文:刘屿,邬依林,胡跃明.自治飞艇动力学建模及反馈控制[J].控制理论与应用,2010,27(8):991~1000.[点击复制]
LIU Yu,WU Yi-lin,HU Yue-ming.Autonomous dynamics-modeling and feedback control for an airship[J].Control Theory and Technology,2010,27(8):991~1000.[点击复制]
自治飞艇动力学建模及反馈控制
Autonomous dynamics-modeling and feedback control for an airship
摘要点击 2376  全文点击 1042  投稿时间：2009-04-24  修订日期：2009-07-13
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DOI编号  10.7641/j.issn.1000-8152.2010.8.CCTA090485
  2010,27(8):991-1000
中文关键词  飞艇动力学建模  气囊和压块  反馈控制  平衡航迹  零动态  最小相位系统
英文关键词  airship dynamics modeling  ballonets and ballast  feedback control  equilibrium paths  zero dynamic  minimum phase system
基金项目  国家自然科学基金资助项目(60835001); 国家建设高水平大学公派研究生基金资助项目.
作者单位E-mail
刘屿* 华南理工大学 精密电子制造装备教育部工程研究中心
加拿大肯考迪娅大学 机械工程系 		auylau@scut.edu.cn 
邬依林 华南理工大学 自动化科学与工程学院；广东教育学院 计算机科学系  
胡跃明 华南理工大学 精密电子制造装备教育部工程研究中心  
中文摘要
      在Kirchhoff方程和Newton-Euler理论基础上, 推导出一种通用符合实际的、带有气囊和压块的飞艇六自由度动力学模型, 并对该模型实施了状态量和控制量的非线性反馈变换, 同时利用最小相位系统特性, 构造飞艇反馈线性化动力学系统. 在此基础上, 分别研究了飞艇在纵向平面内的平衡飞行可行性和稳定性, 以及平衡航迹的镇定和期望输出的跟踪. 仿真结果和样机试飞都验证了理论分析的正确性和可靠性.
英文摘要
      By Kirchhoff equations and Newton-Euler laws, we developed a general and practical dynamic model with six degrees of freedom for an airship equipped with ballonets and ballast. A nonlinear feedback is used to implement the transformation of states and control variables, and the minimum-phase system property is adopted in building the feedbacklinearized dynamic model for the airship. On this basis, we investigate the feasibility and the stability of the equilibrium flight of the airship in a longitudinal plane, and the stabilization of the equilibrium flying paths as well as the tracking of the desired outputs. The simulation results and the prototype test results verify the theoretical analysis and confirm the reliability.