| 第1章 绪论1.1 微飞行器研究启动计划1.2 国内外研究现状1.3 微飞行器的飞行方式1.3.1 固定翼飞行方式1.3.2 旋翼飞行方式1.3.3 扑翼飞行方式1.3.4 三种飞行方式的特点1.3.5 微飞行器飞行方式的选择1.4 MAV研究的关键问题1.4.1 微飞行器在低雷诺数下的空气动力学问题1.4.2 微型动力装置技术1.4.3 机载元器件的MEMS化技术1.4.4 光电传感技术1.4.5 微飞行器的飞行控制和数据传输1.4.6 MDO方法的进一步研究1.5 微飞行器应用前景1.6 微飞行器的现实意义1.7 本章 小结第2章 低雷诺数下昆虫的飞行机理2.1 昆虫飞行机理研究2.2 坐标系定义及翅膀的运动方程2.2.1 惯性坐标系Oxgygzg2.2.2 昆虫体坐标系Oxyz2.2.3 翅膀平面坐标系Ox’y’z’2.3 昆虫悬飞时的边界条件2.4 计算网格的生成2.5 求解方法2.6 计算结果的分析与讨论2.6.1 昆虫悬飞时周围的流场2.6.2 昆虫悬飞时的非稳态涡和轴向流2.6.3 昆虫悬飞时产生的升阻力本章 小结第3章 仿生飞行的数学建模与仿真3.1 MAV的建模方法3.1.1 物理结构建模法3.1.2 神经网络建模法3.1.3 系统辨识建模法3.2 昆虫飞行的运动学建模3.2.1 昆虫飞行时的坐标系表示3.2.2 翅膀相对于昆虫体的运动方程3.2.3 扑翼昆虫的姿态运动方程3.3 昆虫的空气动力学模型3.3.1 昆虫翅膀的空气动力及力矩3.3.2 昆虫体的空气动力及力矩3.3.3 昆虫飞行时质心的动力学方程3.3.4 昆虫运动的姿态动力学方程3.4 仿生飞行的模型仿真3.4.1 仿真模型的结构设计3.4.2 仿真模型的控制器设计3.4.3 仿真结果分析3.5 本章 小结第4章 仿生微飞行器的设计4.1 仿生微飞行器的驱动形式4.1.1 压电驱动的扑动机构4.1.2 电磁驱动的扑动机构4.1.3 形状记忆合金(SMA)驱动的扑动机构4.1.4 人造肌肉驱动的扑动机构4.1.5 微马达驱动的扑动机构4.2 扑翼微飞行器扑翼机构原理及设计4.2.1 现有扑翼微飞行器中的扑翼机构4.2.2 曲柄摇杆机构原理4.2.3 平面四杆机构的位置分析4.2.4 扑翼机构原理4.2.5 减速齿轮设计4.2.6 扑翼机构的三维建模4.3 扑翼机构的仿真与优化4.3.1 扑翼机构的UG建模4.3.2 仿真模型的建立4.3.3 仿真结果及分析4.4 本章 小结第5章 扑翼微飞行器的翅膀研究5.1 研究思路及方法5.2 平面刚性翅脉的仿真研究5.2.1 翅脉形貌变化对扑翼机构性能的影响5.2.2 翅脉材料属性变化对扑翼机构性能的影响5.2.3 翅脉初始安装角变化对扑翼机构性能的影响5.2.4 仿真结果的分析和讨论5.3 平面翅脉的实验验证5.4 本章 小结第6章 仿生微飞行器的航迹规划6.1 仿生MAV的分层控制机理6.2 仿生MAV任务规划与控制6.3 路径规划常用算法6.3.1 全局路径规划6.3.2 局部路径规划6.4 未知环境中MAV的航迹规划6.4.1 航迹规划问题描述6.4.2 静态未知环境中的航迹规划及仿真6.4.3 动态未知环境中的航迹规划及仿真6.5 本章 小结第7章 扑翼MAV的风洞实验7.1 原理样机7.2 风洞实验7.2.1 现有典型风洞测试方法7.2.2 风洞实验PIV系统7.2.3 风洞实验设备及装置7.3 风洞扑动频率测试实验结果与分析7.4 PIV风洞实验结果与分析7.4.1 延迟拍摄方式7.4.2 外部触发拍摄方式7.5 不同特征参数对升阻力的影响7.5.1 扑翼攻角对升阻力系数的影响7.5.2 扑翼的振幅对升阻力系数的影响7.5.3 频率对升阻力系数的影响7.5.4 飞行速度对升阻力系数的影响7.5.5 扑翼不同起始位置对升阻力系数的影响7.6 本章 小结第8章 总结与展望8.1 研究内容8.1.1 理论建模8.1.2 物理模型8.1.3 仿生MAV试验8.2 创新点8.3 建议与展望参考文献 |
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