球载吊篮平台设计技术及自主姿态控制方法研究
| 摘要 | 第1-4页 |
| ABSTRACT | 第4-6页 |
| 目录 | 第6-10页 |
| 插图索引 | 第10-13页 |
| 表格索引 | 第13-14页 |
| 主要符号表 | 第14-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-31页 |
| ·研究背景及意义 | 第15-16页 |
| ·国内外发展历程及现状 | 第16-20页 |
| ·国外发展历程及现状 | 第17-18页 |
| ·国内发展情况介绍 | 第18-20页 |
| ·面临问题 | 第20-25页 |
| ·运载方式所导致的控制耦合问题 | 第21-22页 |
| ·系统控制特性问题 | 第22-25页 |
| ·系统任务能力所决定的设计集成问题 | 第25页 |
| ·本文的创新点 | 第25-26页 |
| ·本文的主要研究内容 | 第26-31页 |
| ·研究技术路线 | 第26页 |
| ·研究内容概述 | 第26-27页 |
| ·论文章节安排 | 第27-31页 |
| 第二章 球载吊篮的任务需求及指向分析 | 第31-43页 |
| ·实验任务对吊篮需求概述 | 第31-34页 |
| ·实验任务中的主要需求 | 第31-32页 |
| ·实验任务剖面中的其它需求 | 第32-33页 |
| ·指向控制过程需求 | 第33页 |
| ·系统技术指标要求 | 第33-34页 |
| ·对目标观测点的跟踪与指向分析 | 第34-43页 |
| ·参考坐标系及姿态定义 | 第34-36页 |
| ·球载吊篮的空间位置 | 第36-38页 |
| ·指向方向的确定 | 第38-40页 |
| ·球载吊篮应具有的姿态 | 第40-43页 |
| 第三章 球载吊篮的飞行特性及姿控原理 | 第43-57页 |
| ·球载吊篮飞行时运动特性及其影响分析 | 第43-50页 |
| ·球载吊篮高空飞行时的运动特性 | 第44-47页 |
| ·运动特性的影响分析 | 第47-48页 |
| ·吊篮姿态的修正 | 第48-50页 |
| ·吊篮姿态的调整与稳定 | 第50-57页 |
| ·角动量守恒定律 | 第51-52页 |
| ·方位调整与稳定原理 | 第52-54页 |
| ·去耦和卸荷 | 第54-57页 |
| 第四章 自主姿态控制系统集成与实现 | 第57-85页 |
| ·系统的总体结构 | 第57-58页 |
| ·方位控制子系统 | 第58-65页 |
| ·飞轮总成 | 第59-62页 |
| ·力矩电机 | 第62-63页 |
| ·磁方位传感器 | 第63-64页 |
| ·PWM 驱动器 | 第64-65页 |
| ·反捻装置 | 第65-70页 |
| ·反捻电机及减速器 | 第66-67页 |
| ·驱动器 | 第67-68页 |
| ·扭变器 | 第68-69页 |
| ·机械结构及零部件 | 第69-70页 |
| ·指向控制子系统 | 第70-71页 |
| ·指向总成驱动电机及减速器 | 第71页 |
| ·驱动器 | 第71页 |
| ·角度码盘 | 第71页 |
| ·GPS 接收机 | 第71-73页 |
| ·垂直陀螺 | 第73-74页 |
| ·姿控计算机 | 第74-77页 |
| ·单板计算机（SBC） | 第74-76页 |
| ·光电隔离串口板 | 第76页 |
| ·I/O 接口板 | 第76-77页 |
| ·电源板 | 第77页 |
| ·系统资源配置 | 第77页 |
| ·系统的集成 | 第77-78页 |
| ·电源系统设计 | 第78-82页 |
| ·可靠性设计及考虑 | 第82-85页 |
| ·机械结构部分考虑 | 第82-83页 |
| ·电气硬件可靠性设计 | 第83-84页 |
| ·系统复位功能 | 第84-85页 |
| 第五章 系统控制特性及优化需求分析 | 第85-107页 |
| ·方位控制子系统数学模型 | 第85-93页 |
| ·方位控制原理框图 | 第86页 |
| ·驱动力矩-方位角的传递函数 | 第86-89页 |
| ·飞轮总成刚度及间隙 | 第89-90页 |
| ·飞轮总成的传递函数模型 | 第90-91页 |
| ·驱动器增益 | 第91页 |
| ·系统参数变化 | 第91-92页 |
| ·子系统传递函数模型 | 第92-93页 |
| ·方位控制特性分析 | 第93-99页 |
| ·仿真参数 | 第93页 |
| ·方位控制稳定性 | 第93-95页 |
| ·耦合特性 | 第95-97页 |
| ·非线性和不确定因素的影响 | 第97-99页 |
| ·应用反捻装置后的系统特性 | 第99-104页 |
| ·与反捻装置综合的数学模型 | 第100-101页 |
| ·吊绳力矩的变化 | 第101-102页 |
| ·飞轮转速的稳定点 | 第102页 |
| ·控制品质的提升 | 第102-103页 |
| ·对其他不利因素的鲁棒性 | 第103-104页 |
| ·优化需求分析 | 第104-107页 |
| 第六章 综合解耦器及鲁棒性控制器设计 | 第107-129页 |
| ·综合解耦器设计 | 第107-112页 |
| ·优化方式概述 | 第108-109页 |
| ·状态观测器设计 | 第109-111页 |
| ·仿真结果分析 | 第111-112页 |
| ·非线性 PID 控制器设计 | 第112-115页 |
| ·控制器原理实现 | 第112-113页 |
| ·控制器 Simulink 模型 | 第113页 |
| ·仿真分析 | 第113-115页 |
| ·鲁棒自适应 PID 控制方法研究 | 第115-119页 |
| ·系统及问题描述 | 第115-117页 |
| ·不确定性的逼近 | 第117页 |
| ·鲁棒自适应控制器设计 | 第117-119页 |
| ·自适应控制器鲁棒性优化方法研究 | 第119-127页 |
| ·设计原则及问题 | 第119-120页 |
| ·多滑模控制器设计 | 第120-123页 |
| ·稳定性分析 | 第123-125页 |
| ·仿真分析 | 第125-127页 |
| ·小结 | 第127-129页 |
| 第七章 系统应用扩展及软件设计 | 第129-145页 |
| ·多任务能力的扩展 | 第129-133页 |
| ·安装结构的可变性 | 第129-131页 |
| ·硬件可扩展性 | 第131-133页 |
| ·控制器适应性 | 第133页 |
| ·长航时续航能力 | 第133-135页 |
| ·最小系统设计 | 第135页 |
| ·应用过程操作 | 第135-138页 |
| ·控制软件设计 | 第138-145页 |
| ·子功能模块定义 | 第138-140页 |
| ·多任务运行内核 | 第140-142页 |
| ·多任务运行及调度 | 第142-143页 |
| ·附加功能 | 第143-145页 |
| 第八章 调试、放飞过程与试验结果 | 第145-165页 |
| ·机械零部件的强度试验 | 第145-148页 |
| ·试验设备 | 第145-146页 |
| ·悬挂杆强度试验 | 第146-147页 |
| ·斜拉杆强度试验 | 第147-148页 |
| ·电气硬件环境试验 | 第148-151页 |
| ·试验组件 | 第148-149页 |
| ·试验大纲及操作流程 | 第149-150页 |
| ·试验结果及结论 | 第150-151页 |
| ·传感器标定 | 第151-160页 |
| ·磁方位传感器的补偿及标定 | 第151-157页 |
| ·垂直陀螺的标定 | 第157-159页 |
| ·指向系统角度码盘的标定 | 第159-160页 |
| ·联合调试 | 第160页 |
| ·放飞及实验结果 | 第160-165页 |
| ·主要控制参数 | 第160-161页 |
| ·放飞实验数据 | 第161-165页 |
| 总结及展望 | 第165-167页 |
| 参考文献 | 第167-173页 |
| 发表论文及参加科研情况说明 | 第173-175页 |
| 致谢 | 第175-177页 |
| 附录A | 第177-179页 |
| 附录B | 第179-183页 |
