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基于dSPACE的亚轨道飞行器控制系统半实物仿真研究

作　者: 张银辉
导　师: 张为华
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 航空宇航科学与技术
关键词: 半实物仿真 dSPACE 亚轨道飞行器 控制系统 模型辨识
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


亚轨道飞行器在飞行高度上抵达外层空间边缘,向上可以加速入轨,向下可以快速响应到达地面,成为众多国家航空航天领域研究的热点。而其控制系统的性能是决定其能否顺利执行各种任务的关键。基于dSPACE实时仿真系统设计的半实物仿真系统,可以实现亚轨道飞行器控制系统的快速设计与验证。利用MATLAB/Simulink仿真平台建立了亚轨道飞行器六自由度仿真模型,并构建了飞行器仿真模型库,可以实现对不同飞行器对象仿真模型的快速搭建,而且Simulink图形化的设计界面使得设计人员更易掌握。对亚轨道飞行器半实物仿真系统总体方案进行了设计,基于dSPACE实时系统实现了对舵机的测试,通过模型频域辨识得到了舵机传递函数模型,利用三轴电动转台对惯性测量单元进行了初始标定补偿,介绍了以TDS2812EVMB作为弹载计算机原理样机的快速设计方法。提出了亚轨道飞行器控制系统半实物仿真设计流程,提高了半实物仿真系统的可靠性与安全性,研究并实现了各实物组件接口模型的验证,并通过完成的各种模式半实物仿真系统对设计的控制系统进行了初步验证,结果表明控制系统具有较好的控制性能。基于设计完成的亚轨道飞行器半实物仿真系统,建立不同的仿真环境,通过引入常值干扰模型、施加阶跃控制指令、施加正弦跟随控制指令等方法,进一步对亚轨道飞行器控制系统进行验证,最终表明所设计的控制系统可以达到总体提出的控制指标要求。

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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