收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多自由度扑翼微型飞行器设计研究

朱保利  
【摘要】: 微型飞行器(MAV,Micro Air Vehicle)因在军事和民用领域具有十分广泛的应用前景而成为国内外研究的热点。扑翼飞行比固定翼和旋翼飞行具有其独特的优点,因而,微型扑翼飞行器必将在该研究领域占有重要地位。由于扑翼是新型的飞行器形式,扑翼的研究对航空技术的发展也有重要意义。 本文针对多自由度扑翼微型飞行器的相关设计问题进行了研究。主要研究内容包括: 首先,从昆虫和鸟类翅膀构造出发,分析两类飞行生物的飞行方式、飞行原理和翅膀的扑动模式为扑翼微型飞行器设计提供理论和仿生学依据。 其次,以六杆七副传动机构为基础,归纳出其构造特性及设计约束,利用运动链再生变换原理,给出了新型六杆七副扑动机构。可以为扑翼微型飞行器的设计提供重要的参考。以昆虫翅膀运动机理为基础,提出了一种复合3种运动的多自由度仿生扑翼机构。由于能使翼尖按8字形或香蕉形运动及机翼扭转,使扑翼运动更符合昆虫运动形态。为了实现生物运动轨迹,建立了机构参数的优化模型,其扑动规律能更逼真地模拟昆虫翼的扑动形态。 然后,针对扑翼驱动系统运转时,由于惯性和气动阻力矩的变化将引起系统速度的周期性波动,从而影响驱动效率和气动性能,为此,基于拉格朗日方程,对一种常用的扑翼机构,建立了动力学方程,并求解其真实运动规律。结果表明,扑翼传动机构速度波动的主要影响因素是扑翼;增设飞轮可以使系统运行平稳,进而提高驱动效率、改善气动性能;增设扭簧可使下扑速度提高,上扑速度降低,有利于进一步提高扑动升力。 接着,针对具有上下扑动、前后划动和俯仰运动的扑翼流场进行了数值计算,分析了各种运动参数对复合运动扑翼气动特性的影响。具有多自由度复合运动的扑翼能够产生较大的升力和推力;对升力和推力影响最大的运动参数是上下扑动幅度和扑动频率,其次为前后划动幅度和俯仰运动平均角,影响较小的是俯仰运动的幅度,而增大俯仰运动平均角,可显著增大升力,但会减小推力。 最后,在低速风洞中进行了多自由度扑翼微型飞行器的吹风试验,实测了扑翼机的升力、阻力随扑动频率、迎角和来流速度等参数的变化情况,探索了扑翼微型飞行器空气动力特性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱保利;昂海松;张绪坤;;一种扑翼微型飞行器驱动机构速度波动研究[J];中国科学院研究生院学报;2007年04期
2 史小平;段洪君;;扑翼微型飞行器的动力学建模[J];系统仿真学报;2007年06期
3 贺建军;孙超;;质子交换膜燃料电池的建模与仿真分析[J];中南大学学报(自然科学版);2010年02期
4 毕文仲,王广龙,王晓浩,叶雄英,周兆英,包桂秋;微型飞行器机载摄像与无线传输系统的研究[J];电视技术;2002年06期
5 陈智敏,翁梓华;美国高校的微型飞行器比赛[J];机电技术;2003年S1期
6 包桂秋,熊沈蜀,周兆英,叶雄英,王晓浩;基于视频图像的微型飞行器飞行高度提取方法[J];清华大学学报(自然科学版);2003年11期
7 李占科,宋笔锋,宋海龙;微型飞行器的研究现状及其关键技术[J];飞行力学;2003年04期
8 崔尔杰;生物运动仿生力学与智能微型飞行器[J];力学与实践;2004年02期
9 杨蓉蓉;机械果蝇飞行器[J];世界博览;2004年02期
10 宋宇宁 ,王晓浩,周兆英;微型飞行器的翼型拟合与模具加工[J];电加工与模具;2002年05期
11 曹云峰,王柳文,陶勇,沈春林;微型飞行器控制与导航系统研究[J];航空电子技术;2002年01期
12 安心;;研制超微型飞行器成世界新趋势[J];决策与信息;2010年08期
13 陈皓生,陈大融,徐军,李疆;微型飞行器测控系统总线方式的选择和应用[J];电子技术应用;2001年08期
14 梁秋憧,程维明,蒋蓁,罗均,龚振邦;微型飞行器的研究与发展[J];机床与液压;2003年03期
15 罗东明,周军,昂海松;微型飞行器螺旋桨的气动优化设计[J];南京航空航天大学学报;2003年03期
16 王立文;空中“小精灵”──微型飞行器挑战传统设计思维和战争模式[J];国际航空;2000年12期
17 罗均,蒋蓁,程维明,龚振邦,邓寅喆,梁秋憧;国际上微型飞行器研究的进展及其关键技术[J];上海大学学报(自然科学版);2001年04期
18 张为华,曾庆华;微型飞行器飞行控制问题研究进展[J];国防科技大学学报;2004年05期
19 陆宇平;何真;吕毅;;变体飞行器技术[J];航空制造技术;2008年22期
20 邹小志;曹云峰;;一种改进的微型飞行器非线性动态逆解耦控制研究[J];航空兵器;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贺勇;李茂军;;基于蚁群算法的模糊控制器优化研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
2 卢志刚;李伟;冀尔康;吴士昌;;微粒群算法优化设计自适应滤波器[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
3 卫玉芬;张忠怀;李稚宏;;基于遗传算法的PID自适应控制[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
4 苟鑫;何玉敖;;基于遗传算法的结构开关控制参数优化[A];第二届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2002年
5 高琳;孙海蓉;杨怀申;;一种基于改进BP网络和遗传算法的辨识方法[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
6 周元;;锅炉水位三冲量调节系统的仿真优化设计[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
7 陈增强;曾振平;袁著祉;;基于搜索法的GPC控制器参数的鲁棒优化[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
8 崔桂梅;任欢欢;;基于遗传算法的PID参数优化[A];全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C];2010年
9 郭中泽;邓克文;陈裕泽;;基于拓扑、形状和参数优化的集成设计研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
10 王晓青;吕金霞;丁香;;前兆的多态性、预测效能评估与参数优化模型研究[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱保利;多自由度扑翼微型飞行器设计研究[D];南京航空航天大学;2007年
2 周新春;扑翼微型飞行器多学科设计优化研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 胡宇群;微型飞行器中的若干动力学问题研究[D];南京航空航天大学;2002年
4 余春锦;柔性扑翼微型飞行器的气动特性研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 肖天航;低雷诺数非定常流场的数值方法及其在微型飞行器上的应用[D];南京航空航天大学;2009年
6 曾庆华;基于多学科综合与优化的MAV飞行控制器设计方法研究[D];国防科学技术大学;2003年
7 周明;微细电火花加工放电状态辨识与预测的理论和方法[D];大连理工大学;2006年
8 朱怡;潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 孙裕晶;虚拟样机技术及其在精密排种部件设计中的应用[D];吉林大学;2005年
10 张珂;混合驱动连杆机构系统动力学建模、优化与控制研究[D];东华大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋云东;硝酸生产过程操作参数的智能优化[D];沈阳工业大学;2005年
2 栾新晓;西宁市低温低浊水增效澄清池处理动态试验研究[D];西安建筑科技大学;2006年
3 郝建华;铁道客车系统隔振分析及悬挂参数优化[D];西南交通大学;2006年
4 杨亚南;蚁群算法参数优化及其应用[D];南京理工大学;2008年
5 王伟;综放采场顺槽锚网支护技术及参数优化研究[D];山东科技大学;2005年
6 周晖;卷烟厂的气力输送技术应用参数设计优化[D];南昌大学;2005年
7 任秀红;转杯纺复合纱的纺纱工艺及其成纱机理的研究[D];东华大学;2006年
8 杨继平;城市交通信号配时优化控制方法的研究[D];沈阳工业大学;2006年
9 高彦宁;涡流管性能研究与参数优化[D];大连理工大学;2007年
10 林志军;高密度电阻率法参数优化设计及工程应用研究[D];吉林大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 刘洪宇;微型飞行器:像昆虫那样飞[N];辽宁日报;2011年
2 胡媛;南航研制出微型飞行器[N];中国航空报;2001年
3 若水;借鉴“红将军蝶”研制微型飞行器[N];光明日报;2003年
4 顾永强 胡燕玲;泵上掺水参数优化推荐作法[N];中国石油报;2007年
5 苑素明 本报记者  于莘明;为风洞安装“神经中枢”[N];科技日报;2006年
6 本报记者 宦建新通讯员 周炜 单泠;“入海”六千米[N];科技日报;2008年
7 清华大学精密仪器系 曾理江;昆虫运动仿生研究[N];科技日报;2002年
8 ;从理论到设计仿真、原型测量、比较、实现(下)[N];电子报;2007年
9 本报记者 王金法通讯员 宋媛;精细管理是法宝[N];中国石化报;2007年
10 合肥物价学校 张波;利用Pspice参数扫描功能设计元器件的参数[N];电子报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978