隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,小型無人飛行器受到越來越多的關(guān)注,特別是具有氣動效率高、偽裝性好、能耗小等優(yōu)點(diǎn)的仿生撲翼無人飛行器。而該類飛行器的低雷諾數(shù)、升阻特性變化劇烈、飛行過程中受變形和氣動力的相互影響等給數(shù)值仿真、飛控系統(tǒng)設(shè)計帶來很高的難度。因此,開展撲翼飛行器的氣動參數(shù)辨識方法研究對其設(shè)計和實現(xiàn)具有重要意義。鑒于撲翼無人飛行器飛行過程中其流場的復(fù)雜性,首先,結(jié)合剛體飛行器數(shù)學(xué)模型,建立撲翼飛行器六自由度數(shù)學(xué)模型,以及基于一般多項式的撲翼飛行器氣動參數(shù)模型;接著,為提高參數(shù)辨識計算效率,通過分析多項式系數(shù)對不同氣動參數(shù)的影響,采用施密特正交化對撲翼飛行器氣動參數(shù)矩陣進(jìn)行正交化,建立基于正交多項式的撲翼飛行器氣動參數(shù)模型;進(jìn)而,結(jié)合人工魚群算法和模擬退火算法,提出基于改進(jìn)人工魚群算法的初始參數(shù)優(yōu)化算法,為撲翼飛行器氣動參數(shù)的辨識提供參數(shù)初始值,以提高辨識速度;最后,考慮到所研究的撲翼飛行器氣動參數(shù)難以直接測量,在撲翼飛行器氣動參數(shù)多項式模型和迭代學(xué)習(xí)辨識方法基礎(chǔ)上,提出基于局部攝動法的梯度方向?qū)?yōu)方法和變學(xué)習(xí)因子的參數(shù)更新方法,并進(jìn)行了仿真和試驗驗證。辨識結(jié)果表明,本文建立的撲翼飛行器模... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

人造蝴蝶

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論3Kumar等受開發(fā)蜻蜓時的啟發(fā)，研究了用于微型飛行器的納米復(fù)合撲翼。該機(jī)翼的設(shè)計靈感來自蜻蜓的后機(jī)翼。碳納米管/聚丙烯納米復(fù)合材料和低密度聚乙烯用作機(jī)翼材料。納米復(fù)合材料具有多種不同的CNT重量百分比（0％-1％），并具有動態(tài)力學(xué)性能，這表明在重量百分比為0.1的情況下，在整個頻率范圍（1Hz-90Hz）中，儲能模量值最高。這對于實現(xiàn)真正的仿生有很重要的意義[13]。圖1.1人造蝴蝶圖1.2Smartbird國內(nèi)在撲翼飛行器的研究上雖然起步稍晚，但很多團(tuán)隊在上述研究也有許多突破，已獲得了一些研究成果。特別的有一批科研人員緊跟國際前沿的發(fā)展，開始深入對撲翼飛行

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文實驗結(jié)果與分析48圖4.1變學(xué)習(xí)因子和傳統(tǒng)指數(shù)衰減學(xué)習(xí)因子更新方式的損失函數(shù)下降曲線對比圖如圖4.2是實測值、基于指數(shù)衰減因子狀態(tài)計算值和本文提出的基于改變學(xué)習(xí)因子的計算值分別在X,Y,Z軸上的位置量結(jié)果圖。通過位置量的結(jié)果可知，無論是基于變學(xué)習(xí)因子還是傳統(tǒng)的指數(shù)衰減學(xué)習(xí)因子，兩者的趨勢都與實測值一致，相比較而言，基于變學(xué)習(xí)因子方法的計算結(jié)果與實測值更接近，由衰減學(xué)習(xí)因子計算得到的Z軸位置量在后段部分與實測值相比較有明顯的偏差。圖4.2變學(xué)習(xí)因子和指數(shù)衰減學(xué)習(xí)因子位置辨識值和實測值對比圖上述位置量由于本身數(shù)值比較大，因此從曲線圖上較難看出上述的差異，而速度量、角度量和角速度實測值相對較小，能更好的比對兩者的效果。圖4.3為基于變學(xué)習(xí)因子和指數(shù)衰減學(xué)習(xí)因子的速度計算值和實測值對比。由圖可知，在總體的趨勢變化上，基于變學(xué)習(xí)因子的結(jié)果更接近于實測值，且趨勢基本一致。特別的，通過Z軸的速度量可以看出，基于傳統(tǒng)指數(shù)衰減因子方法的計算值相對偏差較大，且有發(fā)散的趨勢。同理，通過圖4.4

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]仿鳥微型撲翼飛行器的氣功特性研究[D]. 曾銳.南京航空航天大學(xué) 2005

碩士論文
[1]基于風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)的飛行器氣動力辨識方法研究[D]. 李學(xué)偉.南京航空航天大學(xué) 2010
[2]微型撲翼飛行器控制技術(shù)研究[D]. 符冰.西北工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3473727