平流层飞艇是一种通过轻于空气的气体产生浮力,依靠太阳能提供动力,并带有推进系统,不受地理位置、气象条件等影响,可连续在特定区域驻留的航空平台。平流层飞艇在社会的各个领域,比如国防、商业和科研等,都能发挥着重要的作用,渐渐成为了世界各国研究的热点。本文研究的内容包括:首先,建立飞艇上升过程中的研究模型,包括动力学和热力学模型、以及推力系统模型。动力学模型反映了飞艇上升过程中的一般受力情况,热力学模型反应了飞艇与外界大气的热传递情况,飞艇的推力系统模型主要反应了飞艇螺旋桨推力随转速和飞艇速度变化的规律。第二,根据飞艇的上升段模型,论文采用遗传算法,先对平流层飞艇的上升过程进行了初步仿真,并根据遗传算法参数选择对飞艇上升段仿真的影响进行了分析,讨论了不同遗传算法参数选择对飞艇上升段仿真精度和仿真时间的影响。第三,然后结合平流层飞艇上升段模型,对不同放飞时间、不同攻角、不同空气质量和不同氦气质量条件下飞艇上升过程中各状态量的变化进行仿真,比较不同特征参数条件下平流层飞艇在上升过程中能耗的变化趋势。最后,根据飞艇的上升段模型,对平流层飞艇的上升过程进行分段,采用遗传算法,基于两种模型参数对平流层飞艇的上升过程进行了综合优化,并对飞艇上升过程中的两种分段方式进行优化比较分析。