基于重力势与风梯度的太阳能飞行器HALE问题研究
| 摘要 | 第14-16页 |
| Abstract | 第16-18页 |
| 第一章 绪论 | 第19-37页 |
| 1.1 研究背景 | 第19-20页 |
| 1.2 高空长航时太阳能飞行器研究概况 | 第20-28页 |
| 1.2.1 “ERAST”研究计划 | 第20-21页 |
| 1.2.2 “Zephyr”（微风）研究计划 | 第21-22页 |
| 1.2.3 “Vulture”（秃鹰）研制计划 | 第22-23页 |
| 1.2.4 “Solara”研制计划 | 第23-24页 |
| 1.2.5 其它太阳能飞机研究计划 | 第24-26页 |
| 1.2.6 技术难点分析 | 第26-28页 |
| 1.3 相关领域研究进展 | 第28-33页 |
| 1.3.1 重力势能储能 | 第28-30页 |
| 1.3.2 风梯度动态能量提取 | 第30-33页 |
| 1.4 研究现状存在的核心问题和论文主要研究内容 | 第33-37页 |
| 1.4.1 研究现状存在的核心问题 | 第33页 |
| 1.4.2 论文主要研究内容 | 第33-35页 |
| 1.4.3 论文结构安排 | 第35-37页 |
| 第二章 太阳能飞行器设计域分析 | 第37-55页 |
| 2.1 前言 | 第37页 |
| 2.2 太阳能飞行器能源系统组成与研究现状 | 第37-47页 |
| 2.2.1 光伏电池研究现状分析 | 第38-42页 |
| 2.2.2 储能电池研究现状分析 | 第42-47页 |
| 2.3 以能量为中心的太阳能飞行器设计域分析方法 | 第47-54页 |
| 2.3.1 太阳能飞行器翼载荷理论上限 | 第47-48页 |
| 2.3.2 太阳能飞行器设计参数确定方法 | 第48-50页 |
| 2.3.3 设计参数确定算例 | 第50-54页 |
| 2.4 小结 | 第54-55页 |
| 第三章 重力滑翔运动特征分析 | 第55-74页 |
| 3.1 引言 | 第55页 |
| 3.2 太阳能飞行器系统建模 | 第55-62页 |
| 3.2.1 动力学方程 | 第55-56页 |
| 3.2.2 气动力计算方法 | 第56-58页 |
| 3.2.3 能源管理系统 | 第58-59页 |
| 3.2.4 太阳辐射强度估计模型 | 第59-61页 |
| 3.2.5 太阳能飞行器推进系统 | 第61-62页 |
| 3.3 重力滑翔解存在性条件 | 第62-67页 |
| 3.3.1 目标函数与边界条件 | 第62-63页 |
| 3.3.2 最优解存在性条件 | 第63-67页 |
| 3.4 重力滑翔运动特征 | 第67-73页 |
| 3.4.1 典型重力滑翔轨迹 | 第67-69页 |
| 3.4.2 初始速度对最优滑翔轨迹的影响 | 第69-70页 |
| 3.4.3 初始高度对最优滑翔轨迹的影响 | 第70-72页 |
| 3.4.4 重力滑翔长航时飞行可行性分析 | 第72-73页 |
| 3.5 本章小结 | 第73-74页 |
| 第四章 重力势能量存储等价性问题研究 | 第74-113页 |
| 4.1 引言 | 第74页 |
| 4.2 基于重力势能储能的航迹规划方法 | 第74-80页 |
| 4.2.1 航迹规划问题描述 | 第74-75页 |
| 4.2.2 太阳能飞行器推力与能量性质分析 | 第75-76页 |
| 4.2.3 航迹规划方法 | 第76-78页 |
| 4.2.4 仿真应用与讨论 | 第78-80页 |
| 4.3 储能电池质量与飞行轨迹联合优化方法 | 第80-92页 |
| 4.3.1 飞行任务描述 | 第80-82页 |
| 4.3.2 航迹的GPM优化方法 | 第82-88页 |
| 4.3.3 储能电池质量的PSO优化方法 | 第88-89页 |
| 4.3.4 求解流程与数值优化结果 | 第89-92页 |
| 4.4 基于重力势能储能的能源管理策略 | 第92-104页 |
| 4.4.1 基于平飞巡航的能源管理策略 | 第93-94页 |
| 4.4.2 基于重力势能储能的能源管理策略 | 第94-96页 |
| 4.4.3 仿真应用与比较 | 第96-100页 |
| 4.4.4 关键技术敏感性分析 | 第100-104页 |
| 4.5 重力势能与储能电池的等价性研究 | 第104-111页 |
| 4.5.1 航时因子定义 | 第104-105页 |
| 4.5.2 等价性计算与比较 | 第105-106页 |
| 4.5.3 对等价性影响的关键因素分析 | 第106-111页 |
| 4.6 本章小结 | 第111-113页 |
| 第五章 风梯度滑翔运动特征分析 | 第113-130页 |
| 5.1 引言 | 第113页 |
| 5.2 风梯度滑翔解存在性条件 | 第113-121页 |
| 5.2.1 风梯度滑翔模型 | 第113-116页 |
| 5.2.2 风梯度滑翔目标函数与边界条件 | 第116-118页 |
| 5.2.3 风梯度滑翔最优性条件 | 第118-121页 |
| 5.3 风梯度滑翔运动特征分析 | 第121-128页 |
| 5.3.1 数值解最优轨迹 | 第121-122页 |
| 5.3.2 风梯度滑翔轨迹分段特征分析 | 第122-126页 |
| 5.3.3 基于特征运动的风梯度滑翔 | 第126-128页 |
| 5.4 小结 | 第128-130页 |
| 第六章 风梯度滑翔能量获取问题研究 | 第130-167页 |
| 6.1 引言 | 第130页 |
| 6.2 不同风梯度滑翔类型能量获取效率研究 | 第130-140页 |
| 6.2.1 目标函数和边界条件 | 第130-132页 |
| 6.2.2 不同风梯度滑翔类型航迹仿真 | 第132-136页 |
| 6.2.3 关于风梯度滑翔能量获取效率的讨论 | 第136-140页 |
| 6.3 风梯度场估计方法研究 | 第140-151页 |
| 6.3.1 问题描述 | 第141-142页 |
| 6.3.2 增广粒子滤波参数估计方法 | 第142-145页 |
| 6.3.3 风梯度参数估计仿真 | 第145-150页 |
| 6.3.4 风梯度参数估计性能比较 | 第150-151页 |
| 6.4 风梯度对高空长航时飞行的影响 | 第151-160页 |
| 6.4.1 高空风场特点 | 第152-153页 |
| 6.4.2 高空长航时飞行建模分析 | 第153-155页 |
| 6.4.3 风梯度对飞行器爬升阶段的影响分析 | 第155-158页 |
| 6.4.4 风梯度对飞行器滑翔阶段的影响分析 | 第158-160页 |
| 6.5 风梯度滑翔的应用前景与挑战分析 | 第160-165页 |
| 6.5.1 应用前景 | 第160-164页 |
| 6.5.2 面临挑战 | 第164-165页 |
| 6.6 小结 | 第165-167页 |
| 结束语 | 第167-170页 |
| 致谢 | 第170-172页 |
| 参考文献 | 第172-188页 |
| 作者在学期间取得的学术成果 | 第188-191页 |
