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纵向飞行动力学建模和稳定性... - eucass
可折叠机翼扑翼飞行器（FWA）是一种通过模仿昆虫、鸟类或蝙蝠等折叠机翼上下扇动来产生升力和推力的飞行器。近年来，仿生扑翼飞行器的研究日益增多，提出了多种结构形式的扑翼飞行器。扑翼飞行器的飞行环境与鸟类或大型昆虫相似，如低雷诺数的流体动力学和非定常气动[1,2] 。扑翼飞行器在飞行过程中，其运动学模型通常具有颤动、摆动、扭转和伸展4个自由度[3] 。Thielicke [4] 研究了不同弯度和厚度的鸟类臂翼和手翼在慢速飞行过程中的气动特性。仿生飞行器传统运动学模型仅考虑了颤振和扭转两个自由度。本文在传统飞行器运动学模型的基础上，增加了平面内折叠和非平面折叠两个自由度。本文四自由度运动学模型的气动建模方法是拟常数模型与考虑洗流效应的单元理论相结合。采用多刚体有限元法建立纵向动力学模型。采用Floquet-Lyapunov方法分析开环纵向稳定性。采用鲁棒变增益控制方法分析闭环纵向稳定性。
折叠翼扑翼飞行器纵向飞行动力学建模及稳定性分析
扑翼飞行器（flapping Wing Aircraft，简称FWA）是一种折叠机翼的飞行器，通过模仿昆虫、鸟类或蝙蝠等折叠机翼上下扇动来产生升力和推力的飞行器。近年来，仿生扑翼飞行器的研究日益增多，提出了多种结构形式的扑翼飞行器。扑翼飞行器飞行环境与鸟类或大型昆虫相似，如低雷诺数的类流体动力学和非定常气动动力学[1，2]。飞行过程中，扑翼生物的运动学模型通常具有颤振、摆动、扭转和伸展4个自由度[3]。Thielicke[4]研究了不同弯度和厚度的鸟类臂翼和手翼在慢速飞行过程中的气动特性。传统的仿生扑翼飞行器运动学模型只考虑颤振和扭转2个自由度。本文在传统四自由度折叠机翼运动学模型基础上，增加了平面内折叠和非平面折叠两个自由度，采用拟常数模型与考虑洗边效应的初始理论相结合的四自由度运动学模型气动建模方法，通过多刚体有限元法建立纵向动力学模型，采用Floquet-Lyapunov方法分析开环纵向稳定性，采用鲁棒变增益控制方法分析闭环纵向稳定性。