微型扑旋翼飞行器机构设计及动态特性分析

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1、微型扑旋翼飞行器机构设计及动态特性分析毛涵涵2015年6月中图分类号：UDC分类号：微型扑旋翼飞行器机构设计及动态特性分析作者姓名毛涵涵学院名称宇航学院指导教师贺媛媛副教授答辩委员会主席于剑桥申请学位工程硕士学科专业航天工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015.6DesignofMicro-Flapping-Wing-RotorandAnalysisofDynamicBehaviorCandidateName：MaoHanhanSchoolorDepartment:SchoolofAerospaceEngineering

2、FacultyMentor:AssociateProf.HeYuanyuanChair,ThesisCommeetee：YuJianqiaoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：AerospaceEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDenfence：6，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含

3、其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着科学技术的进步，无人机技术越来越广泛地运用到人们的生活当中，为人们的生活提供了极大的方便。其中，微型无人飞行器在情报搜集、目标跟踪和人员搜救等领域有着其他中型和大型无人机所不具有的优势，因此得到各个国家研究机构广泛的支持。本文对一种新构型的扑旋翼微型飞行器展开研究，建立扑旋翼飞行器的动力

4、学模型，对其飞行轨迹及运动姿态进行仿真分析，制作原理样机进行试验，对数据进行比较分析。论文的主要工作如下：（一）对国内外微小型飞行器的发展现状进行总结，针对扑旋翼飞行器对发展与研究现状进行分析。（二）对扑旋翼飞行器的飞行原理进行分析，对其进行运动以及受力分析，从而建立扑旋翼飞行器的动力学模型，对其飞行轨迹和运动姿态进行仿真分析。（三）总结扑旋翼飞行器驱动方案，比较各种驱动方案的优劣，在满足飞行器飞行条件的前提下，对电机驱动方案进行设计，同时对压电驱动方案的放大机构进行设计以，通过使用仿真的方式对机构参数进行计算，根据扑旋翼飞行器

5、驱动的参数，对飞行器的机翼进行参数确定。（四）建立电机驱动扑旋翼的虚拟样机模型，针对不同的工况，对扑旋翼飞行器的运动进行仿真分析，与动力学模型仿真结果进行对比。（五）根据设计结果制作扑旋翼飞行器原理样机，进行高速摄影，对测量的数据进行分析与对比。关键词：微型扑旋翼飞行器；动力学建模；数值仿真；机构设计；仿生技术I北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentoftechnologyandscience,UnmannedAerialVehicle(UAV)ismoreandmorewidelyused

6、inourdailylife,bringingusalotofconvenience.MicroAerialVehicle(MAV),onekindofUAV,isusedinmilitaryreconnaissance,targettracking,search-and-rescue,andotherareas.Becauseofitsuniqueadvantages,itcanbehardlyreplacedbyotherkindsofUAV,andgetgreatsupportofmanyacademicorganizat

7、ions.AkindofnewstyleflyingvehicleFlappingWingRotor(FWR)isstudiedonthisthesis.InthisthesisthedynamicbehaviorofFWRisresearched,bymeansofmathermaticalmodel.Theexperimentwitharealflappingwingrotormodelisfinished,whiletheexperimentdataarecomparedwiththesimulationones.Them

8、ainworkisasfollow:(1)ThedevelopmentandresearchsituationofUAVaresummarized.Especially,theresearhesonFWRareintroducedindetail,inordor