收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微型扑翼飞行器控制技术研究

符冰  
【摘要】:近年来,随着微纳米技术和微机电系统的蓬勃发展,微型扑翼飞行器的研究也受到越来越多人们的重视,因其在国防、民用许多领域有着同类型的固定翼和旋翼飞行器无可比拟的优势,许多国家斥巨资对此项目进行各项基础研究,大大加强了在此领域的研究力度。 本论文主要是探索微型扑翼飞行器的控制技术。重点从仿生学原理出发建立了飞行器的运动模型,分析各种控制器的设计方法,并进行了实际的样机制作与试验分析。 从生物学的观点看,鸟类和昆虫之所以能获得高超的飞行技能是基于以下两个因素:(1)通过扑翼飞行的非定常空气动力学特性提供较大的力和力矩的能力,(2)性能完善的传感和神经控制系统。受昆虫的启发,本文分析了一款实际制作的微型扑翼飞行器(FMAV)各参数的可控性。提出了一种工程近似的方法来计算扑翼飞行的气动力,在此基础上利用牛顿定律写出了空间运动刚体的运动学和动力学方程,建立了微型扑翼飞行器的简化数学模型。 按照传统控制理论的小扰动假设,将飞行器的运动分为纵向运动和横侧向运动两组,针对这两组不同的运动分析了各自的运动特征,设计出适合各自特征的控制子系统:阻尼器、增稳系统、姿态控制系统、轨迹控制系统等。从技术的角度看,简单的比例反馈控制方法就可以实现飞行器各种飞行模态的控制,因此本文控制器的设计主要使用此种方法。 针对微型扑翼飞行器的非线性特点,本文还分析了将一些现代的控制理论应用到飞行器控制上的可行性,设计了纵向运动的轨迹跟踪系统和最优控制系统,还设计了微型扑翼飞行器的悬停控制器,验证了飞行器的机动性,最后利用神经网络技术设计了自适应校正控制系统,验证了用神经网络解决飞行器非线性问题的可行性和优越性。 飞行器的具体试验制作和遥控控制也是本文工作的一个重要部分。针对飞行器重量小、带载能力差的特点,介绍了适合此类飞行器特点的各种遥控元器件的选择和三种不同的舵面控制方法,并简要介绍了微型扑翼飞行器的升力测量系统,对试验数据进行了简单的分析,并总结出了扑翼升力随各可变参数变化的规 西」七工业大学硕士学位论文.摘要 律。 文章的最后部分对本论文的工作进行了总结,并讨论了未来的研究重点和方 【关键词】微型扑翼飞行器数学模型控制系统最优控制神经网络仿真


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘岚,方宗德,侯宇,傅卫平,吴立言;仿生微扑翼飞行器的翅翼设计与优化[J];机械科学与技术;2005年03期
2 刘岚,方宗德,侯宇,傅卫平,吴立言;微型扑翼飞行器的气动建模分析与试验[J];航空动力学报;2005年01期
3 侯宇,方宗德,刘岚,傅卫平;仿生微扑翼飞行器机构动态分析与工程设计方法[J];航空学报;2005年02期
4 周骥平,武立新,朱兴龙;仿生扑翼飞行器的研究现状及关键技术[J];机器人技术与应用;2004年06期
5 侯宇,方宗德,刘岚,傅卫平;仿生微扑翼机构的设计与机电耦合特性研究[J];中国机械工程;2005年07期
6 左德参,陈文元,彭松林,李智军,张卫平;基于MEMS技术的扑翼式微飞行器的研究[J];系统仿真学报;2005年06期
7 侯宇,方宗德,刘岚,傅卫平,吴立言;微扑翼飞行器驱动机构的设计与动态特性研究[J];航空动力学报;2004年04期
8 侯宇 ,方宗德,刘岚,吴立言;基于MEMS技术的微扑翼飞行器研究[J];航空制造技术;2003年09期
9 曾锐,昂海松,刘国涛,刘良钢;柔性扑翼的模型建立及其功率研究[J];中山大学学报(自然科学版);2004年03期
10 朱标,宋文萍,袁昌盛;扑翼升力特性的非定常涡格法计算研究[J];航空计算技术;2005年02期
11 贾明;毕树生;宗光华;徐一村;;仿生扑翼机构的设计与运动学分析[J];北京航空航天大学学报;2006年09期
12 王利光;宋笔锋;邵立民;袁昌盛;;基于虚拟仪器的扑翼实验测控系统[J];科学技术与工程;2008年05期
13 张亚锋;宋笔锋;马红萍;李占科;;仿生扑翼机构的优化设计[J];机械设计与研究;2008年04期
14 段洪君;史小平;;扑翼微型飞行器自适应鲁棒姿态控制(英文)[J];系统仿真学报;2007年08期
15 史小平;段洪君;;扑翼微型飞行器非线性H∞姿态控制(英文)[J];系统仿真学报;2007年19期
16 姜长英;纸鸢、木鸢和扑翼机[J];航空史研究;1998年02期
17 李占科,宋笔锋,苏润娥;微型飞行器相关技术研究进展[J];飞行力学;2004年03期
18 周涛;阎超;;带扑翼的二维翼型非定常高升力机理研究[J];民用飞机设计与研究;2006年01期
19 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
20 徐一村;毕树生;宗光华;;扑翼飞行器柔性翼的动力分析与实验[J];航空动力学报;2008年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 叶正寅;吕丽丽;王刚;;低雷诺数扑翼翼型升力产生的机理研究[A];计算流体力学研究进展——第十一届全国计算流体力学会议论文集[C];2002年
2 胡明朗;魏瑞轩;周炜;崔晓峰;;微型仿昆扑翼飞行器控制Ⅰ:操控机制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 胡明朗;魏瑞轩;董志兴;崔晓峰;;微型仿昆扑翼飞行器控制Ⅱ:控制量[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 周超英;林玉峰;;仿生扑翼气动力特性的数值研究[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
5 黄信安;翁梓华;陈智敏;陈绵龙;金云麟;;微型飞行器的研究进展[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
6 余春锦;昂海松;;微型扑翼飞行器的研究进展与关键技术[A];探索创新交流--中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年
7 吕建刚;;仿生扑翼机械实验研究及应用展望[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(上)[C];2007年
8 肖天航;昂海松;周新春;;大幅度非定常运动流场分析的新方法及其在柔性扑翼上的应用[A];探索 创新 交流——第三届中国航空学会青年科技论坛文集(第三集)[C];2008年
9 李因茵;鲍鹤攻;李艳;贾雪红;;肝性脑病的护理进展[A];全国内科护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2004年
10 ;2005年纳米和表面科学与技术全国会议通讯录[A];2005年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 宋书恒;微型飞行器相关气动力特性的数值模拟[D];中国空气动力研究与发展中心;2008年
2 王晓欣;昆虫扑翼悬停飞行尾涡影响研究[D];清华大学;2012年
3 刘永刚;IDE压电元件及其在仿生翼中的应用研究[D];南京航空航天大学;2008年
4 王宇;船舶零航速仿生减摇鳍控制机理研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
5 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋海龙;微型扑翼飞行器传动系统设计及新型扑翼形式概念研究[D];西北工业大学;2005年
2 彭跃林;微小扑翼飞行器机翼及机构模型的设计与实验研究[D];西北工业大学;2003年
3 张家齐;扑翼飞行器阵风响应计算与分析[D];南京航空航天大学;2010年
4 孙帅;基于RBF方法的扑翼非定常气动特性数值研究[D];北京理工大学;2014年
5 龚凯;有限翼展扑动翼的欧拉方程数值模拟[D];西北工业大学;2003年
6 朱标;微型飞行器气动力估算研究[D];西北工业大学;2005年
7 刘志恒;二维水翼的水动力性能研究及扑翼试验装置设计[D];华中科技大学;2007年
8 王大燕;考虑弹簧和运动副间隙的微扑翼飞行器翅翼机构动力学研究[D];西南交通大学;2008年
9 朱洪波;基于FLUENT的翅翼运动升力系数的研究[D];西南交通大学;2010年
10 叶军科;基于拟压缩方法的二维低速流动数值模拟[D];西北工业大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 祝廷一;扑翼无人机:像鸟那样飞[N];中国国防报;2004年
2 弥一纶 本报特约通讯员 李溪;新型飞行器繁花似锦[N];解放军报;2004年
3 于媚;小小飞机设计师[N];大众科技报;2004年
4 本报记者 吴德强;扑翼飞机翅膀能像鸟样扇[N];北京科技报;2004年
5 张孟军;美拟加快机器鹰“孵化”进程[N];科技日报;2004年
6 赵亚辉高佩;学生创意为机器人插上翅膀[N];人民日报;2007年
7 陈贵善;鸡霍乱的防治[N];云南科技报;2007年
8 本报记者 薛海燕 通讯员 王宜胜 刘冲;雏鹰展翅飞[N];经济日报;2005年
9 李津军;渴望飞上天的达·芬奇[N];科技日报;2002年
10 东方朔望;翱翔者李晓阳[N];人民日报海外版;2007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