本文關(guān)鍵詞：小型仿生撲翼飛行器關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：小型仿生撲翼飛行器是一種模仿飛行生物通過(guò)撲翼方式獲得飛行能力的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)。小型仿生撲翼飛行器的研究以仿生學(xué)為基礎(chǔ),依賴多學(xué)科的共同發(fā)展和創(chuàng)新。本文圍繞小型仿生撲翼飛行器的若干問(wèn)題進(jìn)行了研究。論文回顧了小型仿生撲翼飛行器產(chǎn)生的歷史背景和發(fā)展進(jìn)程,較全面地論述了小型仿生撲翼飛行器的基本特征、應(yīng)用前景和科研價(jià)值,提出了小型仿生撲翼飛行器研究的關(guān)鍵點(diǎn),明確了課題研究方向和內(nèi)容。仿生是小型仿生撲翼飛行器設(shè)計(jì)的前提,論文對(duì)飛行生物的幾何特征、物理參數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行了基于生物學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析,指出了影響撲翼飛行性能的因素,并采用相似歸一法為各參數(shù)建立關(guān)聯(lián)等式,為樣機(jī)設(shè)計(jì)提供計(jì)算依據(jù)。對(duì)撲翼氣動(dòng)特性的研究是對(duì)撲翼飛行原理的探尋,論文從研究鳥類撲翼飛行的機(jī)理入手,對(duì)已有的撲翼氣動(dòng)模型進(jìn)行分析,指出剛性翼模型仿生程度低的缺點(diǎn),從而建立柔性仿生撲翼模型對(duì)撲翼氣動(dòng)特性進(jìn)行分析,然后對(duì)比已有數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。撲翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是小型仿生撲翼飛行器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),論文分析了生物翅膀構(gòu)造,結(jié)合已有撲翼設(shè)計(jì),提出采用復(fù)雜平面連桿的機(jī)械結(jié)構(gòu),單輸入、雙齒輪對(duì)稱輸出的驅(qū)動(dòng)方法實(shí)現(xiàn)撲翼運(yùn)動(dòng)。使用CAD/CAE技術(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字建模和優(yōu)化分析并驗(yàn)證了該機(jī)構(gòu)良好的仿生效果。控制系統(tǒng)是撲翼飛行器的大腦,決定了飛行器整體性能的優(yōu)劣。論文研究并匯總了小型仿生撲翼飛行器控制系統(tǒng)的特點(diǎn),根據(jù)其特點(diǎn)引入具有自優(yōu)化和自組織能力的Gur Game控制策略,并采用閉環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。論文最后結(jié)合實(shí)際研究經(jīng)驗(yàn)給出了小型仿生撲翼飛行器數(shù)字樣機(jī)技術(shù)和物理樣機(jī)技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方法。
【關(guān)鍵詞】：撲翼飛行器 氣動(dòng)分析 平面連桿機(jī)構(gòu) Gur Game 樣機(jī)技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)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
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 撲翼飛行器的研究背景及意義11-13
• 1.2.1 研究背景11-12
• 1.2.2 研究意義12-13
• 1.3 小型仿生撲翼飛行器的發(fā)展及研究意義13-19
• 1.3.1 小型仿生撲翼飛行器的發(fā)展14-15
• 1.3.2 相關(guān)撲翼理論的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.3 小型仿生撲翼飛行器的研究意義18-19
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 撲翼飛行的仿生學(xué)研究20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 撲翼生物的解剖學(xué)特點(diǎn)20-23
• 2.3 撲翼生物及人造飛行器的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律23-28
• 2.3.1 翼載荷24-25
• 2.3.2 翼展和翼面積25-26
• 2.3.3 撲動(dòng)頻率26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 撲翼飛行方式的空氣動(dòng)力學(xué)研究30-50
• 3.1 引言30-31
• 3.2 撲翼運(yùn)動(dòng)機(jī)制31-34
• 3.2.1 撲翼運(yùn)動(dòng)的類型31-32
• 3.2.2 撲翼運(yùn)動(dòng)的方式32-34
• 3.3 撲翼飛行的基本原理34-35
• 3.3.1 準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)飛行34
• 3.3.2 非穩(wěn)態(tài)飛行34-35
• 3.4 剛性翼模型的空氣動(dòng)力學(xué)分析35-40
• 3.5 柔性翼模型的空氣動(dòng)力學(xué)分析40-44
• 3.6 模擬計(jì)算及分析44-48
• 3.7 本章小結(jié)48-50
• 第四章 小型仿生撲翼飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究50-66
• 4.1 引言50
• 4.2 仿生撲翼結(jié)構(gòu)的研究50-55
• 4.2.1 鳥類翅膀結(jié)構(gòu)的機(jī)械解50-52
• 4.2.2 撲翼運(yùn)動(dòng)的平面連桿結(jié)構(gòu)研究52-55
• 4.3 平面撲翼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)55-60
• 4.3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)55-56
• 4.3.2 優(yōu)化目標(biāo)56-57
• 4.3.3 撲翼結(jié)構(gòu)優(yōu)化57-60
• 4.4 副翼扭轉(zhuǎn)和尾部運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)研究60-64
• 4.4.1 鳥類飛行方向的改變60-61
• 4.4.2 副翼扭轉(zhuǎn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)研究61-62
• 4.4.3 尾部運(yùn)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)研究62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第五章 小型仿生撲翼飛行的控制系統(tǒng)研究66-74
• 5.1 引言66
• 5.2 小型仿生撲翼控制系統(tǒng)特點(diǎn)66-67
• 5.3 撲翼控制系統(tǒng)控制策略67-68
• 5.4 撲翼飛行器姿態(tài)控制方法68-72
• 5.4.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的撲翼飛行器控制策略69
• 5.4.2 基于Gur Game的撲翼飛行器控制策略69-71
• 5.4.3 基于Gur Game控制策略的閉環(huán)實(shí)驗(yàn)71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 第六章 小型仿生撲翼飛行器的樣機(jī)技術(shù)74-84
• 6.1 引言74
• 6.2 小型仿生撲翼飛行器的數(shù)字樣機(jī)技術(shù)74-78
• 6.2.1 數(shù)字樣機(jī)的仿真建模74-76
• 6.2.2 數(shù)字樣機(jī)的性能分析76-77
• 6.2.3 數(shù)字樣機(jī)的控制系統(tǒng)仿真77-78
• 6.3 小型仿生撲翼飛行器的物理樣機(jī)技術(shù)78-80
• 6.4 雙折翼仿生撲翼飛行器的樣機(jī)技術(shù)80-83
• 6.4.1 幾何模型設(shè)計(jì)80-81
• 6.4.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)81-82
• 6.4.3 實(shí)物樣機(jī)制作82-83
• 6.5 本章小結(jié)83-84
• 第七章 結(jié)論與展望84-86
• 7.1 結(jié)論84-85
• 7.2 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：535010