本文關(guān)鍵詞：基于往復(fù)超聲電機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)撲翼機(jī)的設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 直接驅(qū)動(dòng) 微型撲翼飛行器 超聲電機(jī) 總體設(shè)計(jì) 氣動(dòng)特性分析 控制系統(tǒng)

【摘要】：微型飛行器具有尺寸小,攜帶方便,起飛不受場(chǎng)地影響和在天空不易被發(fā)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。與微型固定翼和旋翼飛行器相比,撲翼微型飛行器主要特點(diǎn)是將舉升、懸停和推進(jìn)功能集成于一體,同時(shí)具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性和靈活性,更適于執(zhí)行繞過(guò)障礙物等飛行。對(duì)于微小尺寸的飛行器,撲翼產(chǎn)生的非定常升力比固定翼定常升力要大得多。從推進(jìn)力方面來(lái)看,撲翼推進(jìn)效率也比螺旋槳推進(jìn)效率要高。常規(guī)撲翼機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)撲動(dòng)效率低,能量損耗大,本論文提出一種基于往復(fù)超聲電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的新型撲翼機(jī)設(shè)計(jì)。利用超聲電機(jī)可以定點(diǎn)相位、產(chǎn)生大扭矩的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)直接往復(fù)驅(qū)動(dòng),避免使用減速與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)周期撲動(dòng)。論文結(jié)合微型撲翼飛行器的設(shè)計(jì)方法,進(jìn)行了直接驅(qū)動(dòng)微型撲翼飛行器的總體設(shè)計(jì)、氣動(dòng)特性分析以及控制技術(shù)的研究。研究了基于往復(fù)超聲電機(jī)的新型直接驅(qū)動(dòng)撲翼微型飛行器的氣動(dòng)外形、總體結(jié)構(gòu)。在CATIA三維建模的基礎(chǔ)上,利用嵌套網(wǎng)格技術(shù)對(duì)撲翼機(jī)典型狀態(tài)下的低雷諾數(shù)空氣動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了計(jì)算與分析,并設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)直接撲動(dòng)的控制算法,編寫了程序,實(shí)現(xiàn)了撲翼一定撲動(dòng)頻率和一定撲動(dòng)幅度下的直接驅(qū)動(dòng)。最后完成了實(shí)物樣機(jī)的制作,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)制造的直接驅(qū)動(dòng)微型撲翼飛行器能夠?qū)崿F(xiàn)撲翼一定撲動(dòng)頻率和一定撲動(dòng)幅度下的直接驅(qū)動(dòng)。表明本文所做的工作對(duì)直接驅(qū)動(dòng)撲翼機(jī)的研究有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：直接驅(qū)動(dòng) 微型撲翼飛行器 超聲電機(jī) 總體設(shè)計(jì) 氣動(dòng)特性分析 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V276
【目錄】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 引言11
• 1.2 撲翼微型飛行器的概述11-16
• 1.2.1 撲翼微型飛行器的發(fā)展12-15
• 1.2.2 撲翼微型飛行器的研究難點(diǎn)15-16
• 1.3 仿生撲翼機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文的研究目的和主要內(nèi)容18-20
• 第二章 超聲電機(jī)20-29
• 2.1 超聲電機(jī)原理20-24
• 2.1.1 行波的形成21-22
• 2.1.2 彈性體表面的橢圓運(yùn)動(dòng)22-24
• 2.2 超聲電機(jī)分類24
• 2.3 超聲電機(jī)與電磁電機(jī)的比較24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第三章 直接驅(qū)動(dòng)撲翼機(jī)總體設(shè)計(jì)與氣動(dòng)特性分析29-49
• 3.1 直接驅(qū)動(dòng)撲翼機(jī)總體設(shè)計(jì)29-31
• 3.1.1 直接驅(qū)動(dòng)撲翼機(jī)外形設(shè)計(jì)29-30
• 3.1.2 直接驅(qū)動(dòng)撲翼機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)30
• 3.1.3 超聲電機(jī)的選擇30-31
• 3.2 基于3D~2MUFS求解器的氣動(dòng)分析基礎(chǔ)31-35
• 3.2.1 3D~2 MUFS求解器的基本思路31-32
• 3.2.2 流體控制方程32-34
• 3.2.3 方程離散與求解34
• 3.2.4 流體控制模型34-35
• 3.3 非結(jié)構(gòu)嵌套網(wǎng)格方法35
• 3.4 網(wǎng)格劃分及相關(guān)參數(shù)設(shè)置35-44
• 3.4.1 模型的修改35-36
• 3.4.2 撲翼運(yùn)動(dòng)模型36-39
• 3.4.3 網(wǎng)格的生成39-41
• 3.4.4 流場(chǎng)求解方法和條件的選擇41
• 3.4.5 計(jì)算參數(shù)的選擇41-44
• 3.5 直接驅(qū)動(dòng)撲翼微型飛行器氣動(dòng)特性分析44-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第四章 直接驅(qū)動(dòng)撲翼微型飛行器控制設(shè)計(jì)與樣機(jī)制作49-63
• 4.1 直接驅(qū)動(dòng)撲翼微型飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-54
• 4.1.1 行波型超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)器50-51
• 4.1.2 光電旋轉(zhuǎn)編碼器51-52
• 4.1.3 微處理器模塊（控制器）52-54
• 4.2 直接驅(qū)動(dòng)撲翼微型飛行器控制軟件設(shè)計(jì)54-56
• 4.3 直接驅(qū)動(dòng)撲翼微型飛行器控制律設(shè)計(jì)56-59
• 4.4 物理樣機(jī)制作59-62
• 4.4.1 機(jī)身的制作59-60
• 4.4.2 機(jī)翼的制作60
• 4.4.3 尾翼的制作60-61
• 4.4.5 全機(jī)的裝配61
• 4.4.6 實(shí)驗(yàn)研究61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 致謝65-66
• 碩士在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66
• 參考文獻(xiàn)66-68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1073907