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系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2456-2464页

作者：严平李超畅海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033 武汉船用机械有限责任公司技术中心湖北武汉430084

为探究可偏转尾翼对小型超空泡航行体运动状态的影响,建立了具备尾翼控制功能的小型超空泡航行体非线性动力学模型,对航行体动力学系统进行仿真计算,根据Lyapunov指数谱和相轨图对系统稳定性进行判定,运用非线性动力学方法,对不同尾翼... 详细信息

为探究可偏转尾翼对小型超空泡航行体运动状态的影响,建立了具备尾翼控制功能的小型超空泡航行体非线性动力学模型,对航行体动力学系统进行仿真计算,根据Lyapunov指数谱和相轨图对系统稳定性进行判定,运用非线性动力学方法,对不同尾翼反馈增益下的稳定系统、周期振荡系统以及混沌系统进行分析,得到了速度衰减情况下无动力小型超空泡航行体保持稳定运动的反馈增益参数区间,结果表明,无动力小型超空泡航行体可以通过调整尾翼的反馈增益参数进行姿态控制并实现稳定运动。

关键词：超空泡航行体尾翼控制非线性动力学稳定性

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仿鸟扑翼飞行器的尾翼气动与控制技术研究

仿鸟扑翼飞行器的尾翼气动与控制技术研究

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作者：黄灿南京理工大学

学位级别：硕士

针对仿鸟扑翼飞行器的尾翼在飞行过程中的气动与控制,获取鸽子在不同飞行状态下尾翼的运动特征,分析鸟类尾翼的气动原理,引入柔性变形度的概念,建立了二自由度的柔性尾翼动力学模型,利用仿真和试验分析尾翼的气动特性,结合动力学模型建... 详细信息

针对仿鸟扑翼飞行器的尾翼在飞行过程中的气动与控制,获取鸽子在不同飞行状态下尾翼的运动特征,分析鸟类尾翼的气动原理,引入柔性变形度的概念,建立了二自由度的柔性尾翼动力学模型,利用仿真和试验分析尾翼的气动特性,结合动力学模型建立尾翼状态角的增量式PID控制方程,设计控制结构,利用单片机和其他元件控制尾翼状态角并进行测试。利用高速摄影获得的不同飞行状态下尾翼的运动特征,对比不同飞行器尾翼的特点,分析鸟类尾翼面在飞行时的气动原理。依据来流作用时鸟类羽毛产生的柔性变形的特点,引入了柔性变形度的概念,用于度量材料发生柔性变形的程度,建立了二自由度的柔性尾翼动力学模型,进行理论计算并分析了理论计算的结果。设计了三种形状的尾翼,利用仿真获得不同状态下相应阻力系数、升力系数和侧向力系数的变化规律,分析不同形状尾翼面的气动特性,对比扇形尾翼、三角形尾翼和燕尾形尾翼的计算结果,证明所设计的扇形尾翼在飞行过程中的气动特性最为良好,利用试验获得翼面在来流作用下的受力和流场状态,并与理论计算和数值仿真结果进行对比,验证所建立模型的有效性。利用所建立的动力学模型对尾翼的控制过程进行了研究,获得了尾翼扑动角和尾翼滚转角控制方程,基于PID控制原理和临界比例度法对控制方程的参数进行整定,以单片机为核心并辅以舵机和六轴传感器,设计了由舵机驱动的尾翼角度控制结构,并利用卡尔曼滤波对传感器采集到的结果进行滤波和解算,测量到的结果验证了所设计的尾翼状态角控制过程的可行性。

关键词：扑翼飞行器柔性尾翼动力学模型气动特性尾翼控制

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微小型仿生扑翼飞行器研究进展及关键技术概述

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战术导弹技术 2023年第1期 39-50页

作者：贺媛媛韩慧王琦琛赵辛敉张航北京理工大学宇航学院北京100081

基于飞行生物扑翼的运动和气动特性而设计的微小型仿生扑翼飞行器在低雷诺数飞行条件约束下具有传统固定翼和旋翼无法比拟的气动和机动性优势,自20世纪末开始受到持续关注。对仿鸟扑翼飞行器的研究进展和相关成果进行了概述,包括基于周... 详细信息

基于飞行生物扑翼的运动和气动特性而设计的微小型仿生扑翼飞行器在低雷诺数飞行条件约束下具有传统固定翼和旋翼无法比拟的气动和机动性优势,自20世纪末开始受到持续关注。对仿鸟扑翼飞行器的研究进展和相关成果进行了概述,包括基于周期拍动体涡流理论的鸟类扑翼飞行机理及最优推进效率的拍动模式,与昆虫扑翼追求高升力的飞行机理相区别,重点介绍了扑翼传动机构、尾翼控制、起降等关键技术,并提出了微小型仿生扑翼飞行器研发和应用面临的主要瓶颈问题和发展趋势。

关键词：微小型飞行器仿生扑翼飞行机理传动机构尾翼控制起降

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