XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System扑翼
面向扑翼飞行机器人的电子稳像算法设计
引用本文: 刘胜南, 付强, 冯楠, 张春华, 贺威.面向扑翼飞行机器人的电子稳像算法设计[J].北科大：工程科学学报 , 2024, 46(9): 1544- 1553. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.10.06.001 LIU Shengnan, FU Qiang, FENG Nan, ZHANG Chunhua, HE Wei.Design of an electronic image stabilization algorithm for flapping-wing flying robots[J].Chinese Journal of Engineering , 2024, 46(9): 1544-1553. doi: 10.13374/j.issn2095- 9389.2023.10.06.001
小型扑翼飞行器结构设计与分析……
1.引言 有翅膀的鸟类和昆虫天生就具有良好的飞行性能[1-4] 。飞行器类型有固定翼、旋翼和扑翼。与固定翼和旋翼机飞行相比，仿生扑翼飞机具有独特的优势，如能原地或狭小场地停留、操纵性优异、悬停飞行性能好、飞行成本低等。飞机兼具升力、悬停、推动功能，扑翼系统[5] 。小型扑翼机器人因便携性、操作性、灵活性、隐蔽性好、制造成本低等特点，在军事和民用领域有着广泛的应用前景[6-7] 。正是由于其在各个领域具有很大的适用性，许多国家都将其视为重点研究对象[8] 。由加州理工学院和AeroVironment公司联合研制的Microbat是最早的电动微型扑翼飞机[9] 。第四架原型机的巡航时间为 22 分 45 秒。Microbat 的翼展只有 23 厘米，重量只有 14 克，扑翼频率约为 20Hz，可以携带一个微型相机。Mentor 由多伦多大学和斯坦福研究中心 (SRI) 合作生产，最大翼展为 15 厘米，重量为 50 克。它有四个机翼。机翼由电致伸缩聚合物人工肌肉 (EPAM) [9] 提供动力。德国公司 Festo 开发了仿生飞狐 [10] ，总质量为 580 克
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。