基于仿生學(xué)的微撲翼飛行器控制技術(shù)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、基于仿生學(xué)的微撲翼飛行器(Flapping-wing Micro Air Vehicle,簡稱FMAV)是一種模仿鳥類或昆蟲飛行的新概念飛行器。仿生學(xué)和空氣動力學(xué)研究均表明,對于特征尺寸相當于鳥類或者昆蟲的微型飛行器來說,撲翼飛行器要優(yōu)于固定翼和旋翼飛行器。由于其在軍事和民用方面的前景,目前FMAV的研究熱潮正在興起。 控制系統(tǒng)是微撲翼飛行器的核心,論文主要從仿生學(xué)原理出發(fā)探索其控制技術(shù)。建立了飛行器的運動模型,分析各種控制器

2、的設(shè)計方法,并進行了實際的樣機制作與試驗分析。控制系統(tǒng)研究分為姿態(tài)控制和路徑規(guī)劃避障兩部分。對微撲翼飛行器的控制系統(tǒng)的要求是:有很好的飛行穩(wěn)定性和魯棒性;具有自主適應(yīng)和導(dǎo)航能力,能根據(jù)外界條件的變化調(diào)整飛行路線、高度和飛行姿態(tài);自動規(guī)避障礙物:有較強的信息采集、圖像識別能力,能實時傳回其所采集到的數(shù)據(jù)、圖像。 姿態(tài)控制方面,在現(xiàn)有的空氣動力學(xué)計算的結(jié)果下,進行計算結(jié)果的修正優(yōu)化;建立合理的仿生微撲翼飛行器的模型,雖然簡化控制方

3、式,但又不喪失撲翼飛行的各種優(yōu)點。設(shè)計了仿鳥微撲翼飛行器氣動布局結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)尾翼姿態(tài)控制,對姿態(tài)控制模型進行了研究,并用MATLAB進行仿真,結(jié)果顯示仿鳥尾翼在理論上和實際應(yīng)用中都有很大價值。 為實現(xiàn)飛行的控制與決策,進行任務(wù)規(guī)劃、路徑規(guī)劃、飛行模式規(guī)劃和運動學(xué)控制;研究了微撲翼飛行器的導(dǎo)航和定位方式及各種傳感器的選擇布置,研究了撲翼飛行的路徑規(guī)劃和避障控制策略,進行了速度反饋模糊控制器的設(shè)計及仿真,為FMAV的真正自主飛行做了

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