微型扑翼飞行器机翼气动特性研究 被引量：8

1

作者 杨淑利 宋文萍 +1 位作者 宋笔锋 邵立民 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期768-773,共6页

依据微型扑翼飞行器产生升力和推力的机理,设计了一套能够快速、有效求得扑翼飞行器机翼气动特性的计算方法。计算程序通过V isual Basic和Fortran语言混合编程来实现,核心部分是利用改进的片条理论方法估算扑翼机翼的气动性能。计算结... 依据微型扑翼飞行器产生升力和推力的机理,设计了一套能够快速、有效求得扑翼飞行器机翼气动特性的计算方法。计算程序通过V isual Basic和Fortran语言混合编程来实现,核心部分是利用改进的片条理论方法估算扑翼机翼的气动性能。计算结果与在西北工业大学微型飞行器专用风洞中所进行的吹风试验结果吻合良好,证明了该方法的正确性和有效性。在此基础上,研究了不同机翼平面形状、不同展弦比、不同上下扑时间比对微型扑翼飞行器机翼气动性能的影响,这些参数对微型飞行器的设计有一定的指导和参考意义。 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 片条理论 机翼 风洞试验

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微型扑翼飞行器升力特性研究 被引量：6

2

作者 张亚锋 宋笔锋 +1 位作者 袁昌盛 吉国明 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期519-522,共4页

为了对微型扑翼飞行器升力机理进行探索性研究,本文利用西北工业大学微型飞行器专用风洞进行了扑动翼频率、风速、迎角、扑动翼弯度对其升力特性影响的研究。并且利用示波器对扑动翼扑动相位角和产生升力大小之间的关系进行了研究。试... 为了对微型扑翼飞行器升力机理进行探索性研究,本文利用西北工业大学微型飞行器专用风洞进行了扑动翼频率、风速、迎角、扑动翼弯度对其升力特性影响的研究。并且利用示波器对扑动翼扑动相位角和产生升力大小之间的关系进行了研究。试验结果表明升力特性的研究为微型扑翼飞行器总体设计和气动布局设计提供了一定的工程指导。 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 升力特性 扑动翼 风洞试验

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虚拟微型扑翼飞行器建模仿真 被引量：9

3

作者 苟新禹 胡明朗 魏瑞轩 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第13期2877-2880,2912,共5页

针对扑翼飞行控制算法设计和验证需要,研究了扑翼飞行器数学建模和仿真系统建立问题。构造了一个虚拟微型扑翼飞行器(VFMAV:Virtual Flapping wing Micro Air Vehicle),基于非定常空气动力学原理,用修正的准定常气动力计算模型估算出了... 针对扑翼飞行控制算法设计和验证需要,研究了扑翼飞行器数学建模和仿真系统建立问题。构造了一个虚拟微型扑翼飞行器(VFMAV:Virtual Flapping wing Micro Air Vehicle),基于非定常空气动力学原理,用修正的准定常气动力计算模型估算出了翅膀扑动产生的高升力。分析惯性力的基础上建立了扑翼飞行器的状态空间方程,进而基于Matlab语言和Simulink环境设计了虚拟微型扑翼飞行器仿真系统(VFMAVS:Virtual Flapping wing Micro Air Vehicle Simulator),并给出了相应的仿真结果。 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 虚拟扑翼飞行器 扑翼飞行器建模 虚拟仿真系统

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基于模糊评判与优化的微型扑翼飞行器扑动机构综合设计方法 被引量：5

4

作者 邵立民 宋笔锋 李为吉 《机械设计》 CSCD 北大核心 2007年第9期28-32,共5页

针对微型扑翼飞行器曲柄摇臂扑动机构,提出了影响扑动机构综合性能的6项关键影响因素,利用模糊评判方法对多种曲柄摇臂扑动机构方案进行优选,并对获选方案进行优化设计,在此基础上形成了微型扑翼飞行器扑动机构综合设计方法。样机研制... 针对微型扑翼飞行器曲柄摇臂扑动机构,提出了影响扑动机构综合性能的6项关键影响因素,利用模糊评判方法对多种曲柄摇臂扑动机构方案进行优选,并对获选方案进行优化设计,在此基础上形成了微型扑翼飞行器扑动机构综合设计方法。样机研制和外场试飞证明了文中方法对提高扑动机构综合性能是有效的。 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 扑动机构 模糊评判 优化设计

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微型扑翼飞行器机翼纵向力矩特性风洞试验研究 被引量：2

5

作者 熊超 宋笔锋 +2 位作者 袁昌盛 邵立民 张亚锋 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期733-736,共4页

为了对微型扑翼飞行器机翼的纵向力矩特性进行研究,利用微型飞行器专用风洞对微型扑翼飞行器机翼进行了一系列吹风试验。试验中研究了迎角、扑动频率、风速对机翼的纵向力矩特性的影响。通过试验得到了关于微型扑翼飞行器机翼纵向力矩... 为了对微型扑翼飞行器机翼的纵向力矩特性进行研究,利用微型飞行器专用风洞对微型扑翼飞行器机翼进行了一系列吹风试验。试验中研究了迎角、扑动频率、风速对机翼的纵向力矩特性的影响。通过试验得到了关于微型扑翼飞行器机翼纵向力矩特性的基本规律,为进一步研究微型扑翼飞行器的稳定性和操纵性打下了基础,同时也为微型扑翼飞行器的总体设计提供参考。 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 机翼 纵向力矩特性 风洞试验

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一类微型扑翼飞行器的滑模自适应姿态控制 被引量：8

6

作者 李航 何广平 毕富国 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第5期81-88,共8页

针对微型扑翼飞行器这类非线性时变系统,基于李雅普诺夫稳定性理论提出了滑模自适应控制算法,应对系统中的不确定性和抑制扰动,完成飞行器悬停阶段调整方位的姿态控制.在高频的扑翼状态下,系统模型利用摄动理论中的平均化法进行近似时... 针对微型扑翼飞行器这类非线性时变系统,基于李雅普诺夫稳定性理论提出了滑模自适应控制算法,应对系统中的不确定性和抑制扰动,完成飞行器悬停阶段调整方位的姿态控制.在高频的扑翼状态下,系统模型利用摄动理论中的平均化法进行近似时不变处理.控制器的设计以滑模控制为主体,滑模面利用误差角三角函数和体角速度构造,来避免不必要的偏航控制,同时结合自适应控制方法,实时逼近无法准确计算的惯性张量和干扰力矩,缓解传统滑模控制中开关函数所带来的抖振问题.Simulink仿真结果表明,滑模自适应控制算法优于传统滑模控制,在正弦干扰气流的影响中有良好的鲁棒性,以此验证了算法的可行性. 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 平均化法 姿态控制 滑模自适应 鲁棒性

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微型扑翼飞行器驱动系统工程设计方法 被引量：2

7

作者 王利光 宋笔锋 +1 位作者 付鹏 安伟刚 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第8期34-37,共4页

以微型扑翼飞行器研制为背景,从系统的角度提出了一种仿生扑翼驱动系统的工程设计方法。根据仿生尺度率原理,对微型扑翼飞行器的总体参数进行了初步设计,提出了驱动系统的设计目标。进行了扑动翼风洞实验,以实际能达到的飞行状态为标准... 以微型扑翼飞行器研制为背景,从系统的角度提出了一种仿生扑翼驱动系统的工程设计方法。根据仿生尺度率原理,对微型扑翼飞行器的总体参数进行了初步设计,提出了驱动系统的设计目标。进行了扑动翼风洞实验,以实际能达到的飞行状态为标准对实验数据进行分析处理,获得了扑动参数的可行范围和功耗需求。对微型无刷电机进行了工作特性测试,得到了电机转速、转矩、输出功率、效率等的拟合关系。综合考虑扑动参数可行范围、功耗需求和电机特性等多个因素,对驱动系统的减速比分配、减速器优化和四连杆扑动机构计算等方面进行了设计,得到了具有良好系统匹配性能的微型扑翼驱动系统,并通过样机研制和飞行实验证明了设计方法的有效性与可行性。所得研究结论对微型扑翼飞行器的工程设计和研制有一定指导意义。 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 总体设计 风洞实验 扑动机构

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微型扑翼飞行器仿生悬停原理研究 被引量：3

8

作者 邵立民 宋笔锋 《机械设计》 CSCD 北大核心 2009年第1期56-58,共3页

根据现有微型扑翼飞行器悬停技术的不足,研究了基于蜂鸟扑翼运动的仿生翻转翼悬停方式,提出了实现该种悬停方式的运动机构和控制方式,为实现微型扑翼飞行器高效悬停飞行及有效控制提供了依据。

关键词 微型扑翼飞行器 仿生悬停 机翼驱动机构 悬停控制

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微型扑翼飞行器气动机理风洞试验研究 被引量：3

9

作者 熊超 宋笔锋 《科学技术与工程》 2007年第11期2576-2580,共5页

为了对微型扑翼飞行器的气动机理进行研究,利用西北工业大学微型飞行器专用风洞进行了一系列吹风试验。试验中研究了迎角、扑动频率、风速对微型扑翼飞行器气动特性的影响。通过试验得到了关于微型扑翼飞行器气动特性的基本规律,为进一... 为了对微型扑翼飞行器的气动机理进行研究,利用西北工业大学微型飞行器专用风洞进行了一系列吹风试验。试验中研究了迎角、扑动频率、风速对微型扑翼飞行器气动特性的影响。通过试验得到了关于微型扑翼飞行器气动特性的基本规律,为进一步研究微型扑翼飞行器的气动机理打下了基础,同时也可以为微型扑翼飞行器总体设计提供参考。 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 气动特性 风洞试验

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微型扑翼飞行器气动力估算方法研究 被引量：1

10

作者 符冰 侯宇 《航空兵器》 2006年第5期7-11,共5页

微型扑翼飞行器是国际上的一个新的研究热点,但目前基于低雷诺数的非定常扑翼气动特性尚无精确的计算方法。本文在分析鸟类和昆虫飞行机理的基础上提出了一种新的计算扑翼飞行气动力的方法,这种方法原理简单,计算量不大,易于工程实现,... 微型扑翼飞行器是国际上的一个新的研究热点,但目前基于低雷诺数的非定常扑翼气动特性尚无精确的计算方法。本文在分析鸟类和昆虫飞行机理的基础上提出了一种新的计算扑翼飞行气动力的方法,这种方法原理简单,计算量不大,易于工程实现,为扑翼飞行器的设计、制作、应用提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 扑翼模型 气动力计算

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微型扑翼飞行器虚拟设计与飞行仿真系统开发

11

作者 侯宇 孔建益 李公法 《武汉科技大学学报》 CAS 2008年第1期99-103,共5页

介绍微型扑翼飞行器虚拟设计与仿真系统的总体结构和各功能模块的实现。根据拟合的仿生公式进行微扑翼飞行器的仿生学初步设计,进而建立了飞行器的三维结构模型,并根据飞行器的结构与扑翼运动规律进行了运动仿真。由飞行器的几种典型任... 介绍微型扑翼飞行器虚拟设计与仿真系统的总体结构和各功能模块的实现。根据拟合的仿生公式进行微扑翼飞行器的仿生学初步设计,进而建立了飞行器的三维结构模型,并根据飞行器的结构与扑翼运动规律进行了运动仿真。由飞行器的几种典型任务确定飞行模式,在建立飞行器动力学模型的基础上进行飞行姿态控制。采用随机分形技术生成具有真实感的地形,由此讨论了飞行器虚拟飞行过程中的静态与动态模拟方法。 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 虚拟设计 飞行仿真 可视化技术

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基于ACP理论的微型扑翼飞行器的姿态控制 被引量：3

12

作者 金龙 李嘉昌 +2 位作者 常振强 卢经纬 程龙 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2532-2543,共12页

微型扑翼飞行器(Flapping wing micro aerial vehicle,FWMAV)因飞行效率高、质量轻、耗能低、机动性强等显著优点,在飞行器研究和应用中占据重要地位.目前,FWMAV姿态控制成为飞行器控制研究领域的研究热点.针对FWMAV姿态控制问题,基于... 微型扑翼飞行器(Flapping wing micro aerial vehicle,FWMAV)因飞行效率高、质量轻、耗能低、机动性强等显著优点,在飞行器研究和应用中占据重要地位.目前,FWMAV姿态控制成为飞行器控制研究领域的研究热点.针对FWMAV姿态控制问题,基于平行智能理论框架提出了一种FWMAV抗扰动姿态控制器.通过建立人工系统(Artificial systems,A)、计算实验(Computational experiments,C)、平行执行(Parallel execution,P)三个过程,得到一个能够有效解决FWMAV姿态控制过程中扰动问题的控制器,并通过理论分析和数值仿真证明了该控制器的有效性. 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 姿态控制 神经动力学 平行智能

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微型扑翼飞行器动力学模型参数的灵敏度分析 被引量：4

13

作者 毕富国 何广平 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第8期94-99,共6页

提出了一种针对动力学模型运动和几何参数的全局灵敏度分析方法。运用叶素法建立微型扑翼飞行器悬停状态的非线性动力学模型,通过挑选因子和定性分析来确定动力学模型中的主要参数,利用Sobol全局灵敏度分析方法对运动参数和几何参数进... 提出了一种针对动力学模型运动和几何参数的全局灵敏度分析方法。运用叶素法建立微型扑翼飞行器悬停状态的非线性动力学模型,通过挑选因子和定性分析来确定动力学模型中的主要参数,利用Sobol全局灵敏度分析方法对运动参数和几何参数进行灵敏度分析。结果显示,在参数取值范围内,运动参数中的全局灵敏度大小为:扑动频率>扑动角>攻角;几何参数中的全局灵敏度大小为:展弦比>一阶半径距。通过对动力学模型几何参数排的气动灵敏分析,为微型扑翼飞行器的动力学优化设计提供了依据。 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 气动力模型 叶素法 Sobol理论 机器人

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微型扑翼飞行器的位置控制器设计 被引量：2

14

作者 金龙 常振强 +2 位作者 齐一萌 张嘉政 李帅 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期402-408,共7页

针对微型扑翼飞行器(FWMAV)的位置跟踪控制问题,设计了一种新的FWMAV位置控制器.与传统控制器相比,新型控制器采用梯度算法,有效避免了位置求解过程中时变矩阵的求逆操作,避免了位置跟踪控制系统陷入奇异状态,降低了计算复杂度.仿真结... 针对微型扑翼飞行器(FWMAV)的位置跟踪控制问题,设计了一种新的FWMAV位置控制器.与传统控制器相比,新型控制器采用梯度算法,有效避免了位置求解过程中时变矩阵的求逆操作,避免了位置跟踪控制系统陷入奇异状态,降低了计算复杂度.仿真结果表明,在FWMAV位置跟踪控制过程中,基于梯度算法的位置控制器比比例微分控制器具有更好的性能. 展开更多

关键词 微型扑翼飞行器 位置跟踪控制 优化控制器

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可悬停仿生扑翼微型飞行器气动设计综述 被引量：1

15

作者 程诚 陈隆 +1 位作者 张艳来 吴江浩 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第2期1-26,I0001,共27页

可悬停仿生扑翼微型飞行器以昆虫或蜂鸟为仿生对象,具有可悬停、气动效率高、隐蔽性强等特点,应用前景广阔。然而现有仿生扑翼微型飞行器的气动力和气动效率与生物对象仍有较大差距,影响了续航和负载能力,限制了其实际应用场景。本文综... 可悬停仿生扑翼微型飞行器以昆虫或蜂鸟为仿生对象,具有可悬停、气动效率高、隐蔽性强等特点,应用前景广阔。然而现有仿生扑翼微型飞行器的气动力和气动效率与生物对象仍有较大差距,影响了续航和负载能力,限制了其实际应用场景。本文综述了可悬停仿生扑翼微型飞行器的研究现状、气动分析方法、生物高升力机理及其应用,重点梳理了实现扑翼高升力、高气动效率、低噪声等的关键设计方案,并分析了这些设计参数对飞行器性能的影响规律。最后,展望了可悬停仿生扑翼微型飞行器气动设计的未来发展方向,为后续研究提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 扑翼微型飞行器 气动设计 仿生扑翼 空气动力学 可悬停飞行

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微型仿生扑翼飞行器的尺度效应分析 被引量：1

16

作者 王姝歆 周建华 颜景平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期807-810,共4页

微型仿生扑翼飞行器是一种新概念的微型飞行器。但它不是对传统飞行器的简单几何缩小,当其特征尺度缩小到一定尺度时,系统内各种因素的相对影响将产生质的变化。针对微型仿生扑翼飞行器的机械扑翼系统,包括微驱动器、仿生翅、运动系统... 微型仿生扑翼飞行器是一种新概念的微型飞行器。但它不是对传统飞行器的简单几何缩小,当其特征尺度缩小到一定尺度时,系统内各种因素的相对影响将产生质的变化。针对微型仿生扑翼飞行器的机械扑翼系统,包括微驱动器、仿生翅、运动系统和动力源等,本文进行了尺度效应分析。分析结果表明,当尺寸减小时,仿生飞行更容易实现:通过共振能实现高频运动,微静电、电磁和压电驱动器都能满足扑翼系统功率需求。这为设计和研制微型仿生扑翼飞行器提供了理论依据。 展开更多

关键词 微型仿生扑翼飞行器 尺度效应 扑翼系统 微型飞行器

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一种扑翼微型飞行器驱动机构速度波动研究 被引量：2

17

作者 朱保利 昂海松 张绪坤 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2007年第4期516-519,共4页

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,因此速度波动的分析是研究扑翼微型飞行器动力学中的一个重要研究方向.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... 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,因此速度波动的分析是研究扑翼微型飞行器动力学中的一个重要研究方向.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,进而为扑翼微型飞行器研究提供理论基础. 展开更多

关键词 扑翼微型飞行器 驱动机构 速度波动 仿真

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基于MEMS技术的微扑翼飞行器研究 被引量：7

18

作者 侯宇 方宗德 +1 位作者 刘岚 吴立言 《航空制造技术》 北大核心 2003年第9期38-42,63,共6页

简要介绍了微型扑翼飞行器的概念、特点及其应用 ,概述了微扑翼飞行器的国内外研究现状及未来发展趋势。在此基础上 ,重点讨论了基于微机电系统 (MEMS)技术的微型扑翼飞行器的系统结构和单元划分 。

关键词 微机电系统 结构 现状 微型扑翼飞行器 MEMS

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微扑翼飞行中的生物和仿生力传感器述评 被引量：2

19

作者 陈国平 王姝歆 昂海松 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第2期14-18,共5页

随着昆虫飞行机理和仿生扑翼飞行研究的不断进展,理解昆虫的传感系统并研制适于微型扑翼飞行器的仿生传感器逐渐成为目前关注的焦点,而MEMS的快速发展使得研制新型的仿生微型传感器成为可能。简要介绍仿生扑翼飞行中传感系统研究现状,... 随着昆虫飞行机理和仿生扑翼飞行研究的不断进展,理解昆虫的传感系统并研制适于微型扑翼飞行器的仿生传感器逐渐成为目前关注的焦点,而MEMS的快速发展使得研制新型的仿生微型传感器成为可能。简要介绍仿生扑翼飞行中传感系统研究现状,对昆虫飞行中采用的力传感器原理、分类进行了介绍;重点分析了几种典型的力传感器;归纳和总结了基于昆虫毛状传感器、钟状传感器和平衡棒仿生,采用各种MEMS技术研制的微型力传感器的生产工艺和应用特点;探索和展望了仿生力传感器的发展特点和今后的发展趋势。 展开更多

关键词 昆虫 生物传感器 微型扑翼飞行器 力传感器

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压电双晶片驱动的仿生柔性扑翼机构研究 被引量：12

20

作者 王姝歆 陈国平 +1 位作者 周建华 颜景平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期617-622,共6页

分析了昆虫的翅膀-胸部运动系统,并以此为基础,仿生设计出压电双晶片驱动,柔性双摇杆机构放大位移并带动仿生翅拍动的扑翼系统。分析了压电双晶片的工作原理,讨论了柔性四杆机构的自由度和运动学,并对整个系统的准静力学进行探讨,以确... 分析了昆虫的翅膀-胸部运动系统,并以此为基础,仿生设计出压电双晶片驱动,柔性双摇杆机构放大位移并带动仿生翅拍动的扑翼系统。分析了压电双晶片的工作原理,讨论了柔性四杆机构的自由度和运动学,并对整个系统的准静力学进行探讨,以确定能否产生足够的力克服空气阻尼。仿真和实验结果表明,通过柔性机构放大压电双晶片位移,能实现仿生翅所需运动,同时进一步的优化设计将有助于改进扑翼机构的运动性能。 展开更多

关键词 压电双晶片 柔性机构 扑翼系统 微型扑翼飞行器

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