题目：超高空飞艇电气控制系统关键技术研究

    超高空飞艇是目前飞艇研究的主要方向，也是各国在飞艇技术领域的竞争焦点之一，超高空飞艇建立了星载与机载平台之间的桥梁，具有驻空时间长、观测覆盖尺度大、数据同步性好、数据更新快、数据空间分辨率高、载荷能力大、可回收更换载荷、能耗低、安全性高、使用成本低的特点，在对地观测方面有着不可替代的技术优势和广阔的应用前景。

    超高空飞艇采用氦气提供升空浮力，由艇体结构、压力调节系统、飞行控制系统、动力系统、飞艇能源系统、地面设备、光电设备及吊舱等组成，可灵活配备多种传感器。 其中飞行控制系统、能源系统及舵面控制系统是飞艇的核心技术，本文重点对能源及执行机构的控制技术进行研究，所设计的能源系统和超高空飞艇舵面控制器已在国家十二五科技支撑计划“蓝天号高海拔飞艇”上投入使用，并取得较好的实验效果。论文主要工作如下：

    设计超高空飞艇采用“太阳能+燃油”混合能源系统。从分析飞艇阻力入手，给出了发动机的参数选型，根据飞艇电控部件与艇载实验设备的供电需求完成电气配置图，设计了飞艇电控系统以及艇载实验设备的供电电路。

    根据载荷的重量以及飞行地区的实际环境特点，完成了超高空飞艇舵面驱动作动筒选型。通过对作动筒运动长度与舵面偏转角度的关系分析，给出作动筒运动行程参数；同时分析了作动筒受力与舵面角度的关系，对作动筒的动态负载参数进行了选择。

    以DSP处理器为核心设计超高空飞艇舵面控制器，分为硬件设计与软件设计：硬件设计包括核心控制板与驱动板的硬件电路、控制器的强弱电隔离。软件设计过程中，推导了作动筒传递函数，建立了超高飞艇舵面控制系统数学建模并进行Simulink仿真，同时根据仿真结果设计基于PID的舵面角度控制策略。

    绘制舵面作动筒动态响应曲线，并对实验结果进行分析。室内和试飞实验表明：所设计的超高空飞艇舵面控制器，在手动摇杆、遥控/自主飞行控制器控制模式下均可以正常稳定地工作，满足飞艇的飞行要求。