昆蟲具有能夠在復(fù)雜且高度動態(tài)的環(huán)境中實現(xiàn)飛行,遇到突發(fā)情況能迅速改變飛行方向和速度,對環(huán)境干擾具有極強(qiáng)的抵抗力,較長的飛行時間等一系列優(yōu)點。但在類似的仿生飛行機(jī)器人上尚不能實現(xiàn)類似的特性,其主要受制于飛行機(jī)理的復(fù)雜性、中等尺度制造技術(shù)、驅(qū)動方式、高能量密度電源、動力學(xué)建模以及相關(guān)控制方法等原因。首先針對微型撲翼飛行機(jī)器人空氣動力學(xué)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計問題,提出了一種針對微型撲翼飛行機(jī)器人空氣動力學(xué)模型運(yùn)動和幾何參數(shù)的全局靈敏度分析方法。運(yùn)用葉素法建立微型撲翼飛行機(jī)器人懸停狀態(tài)的非線性動力學(xué)模型,通過挑選因子和定性分析來確定動力學(xué)模型中的主要參數(shù),利用Sobol全局靈敏度分析方法對運(yùn)動參數(shù)和幾何參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析。結(jié)果顯示,在參數(shù)取值范圍內(nèi),運(yùn)動參數(shù)中的全局靈敏度大小為:撲動頻率大于撲動角大于攻角;幾何參數(shù)中的全局靈敏度大小為:展弦比大于一階半徑距。通過對動力學(xué)模型幾何參數(shù)的氣動靈敏分析,為微型撲翼飛行器的動力學(xué)優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)。其次在前人的基礎(chǔ)上對微型撲翼飛行器(FWMAV)的動力學(xué)建模、分析及其姿態(tài)控制、軌跡跟蹤方法進(jìn)行了研究。在建立微型撲翼飛行機(jī)器人氣動力模型的基礎(chǔ)上,利用牛頓-歐拉法建...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 當(dāng)前研究現(xiàn)狀
        1.2.1 驅(qū)動方式
        1.2.2 傳動機(jī)構(gòu)及其加工工藝
        1.2.3 動力學(xué)研究
        1.2.4 控制方法研究
    1.3 研究內(nèi)容
第二章 氣動力學(xué)模型建立
    2.1 引言
    2.2 氣動力學(xué)模型建立
        2.2.1 微型撲翼飛行機(jī)器人仿生學(xué)原理
        2.2.2 非定常飛行機(jī)理
    2.3 氣動力學(xué)模型建立
        2.3.1 氣動力系數(shù)的確定
        2.3.2 延展向方向弦長分布的確定
        2.3.3 機(jī)翼相對速度的確定
    2.4 本章小結(jié)
第三章 氣動力學(xué)模型參數(shù)靈敏度分析
    3.1 引言
    3.2 SOBOL分析方法理論
    3.3 SOBOL法計算過程
    3.4 計算結(jié)果及分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 微型撲翼飛行機(jī)器人動力學(xué)建模
    4.1 引言
    4.2 機(jī)翼撲動運(yùn)動學(xué)
    4.3 微型撲翼飛行機(jī)器人空氣動力及力矩分析
    4.4 機(jī)體動力學(xué)方程的建立
    4.5 本章小結(jié)
第五章 微型撲翼飛行機(jī)器人軌跡跟蹤控制研究
    5.1 引言
    5.2 微型撲翼飛行機(jī)器人的控制器設(shè)計
        5.2.1 姿態(tài)控制器設(shè)計
        5.2.2 位置控制器設(shè)計
    5.3 仿真結(jié)果
        5.3.1 姿態(tài)趨近律驗證
        5.3.2 軌跡跟蹤仿真實驗
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝



本文編號：3818688