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無(wú)尾撲翼無(wú)人機動(dòng)力學(xué)建模及仿真
DOI:
CSTR:
作者:
作者單位:

1.西安建筑科技大學(xué) 建筑設備科學(xué)與工程學(xué)院;2.西安建筑科技大學(xué) 信息與控制工程學(xué)院

作者簡(jiǎn)介:

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

基金項目:

國家自然科學(xué)(51705393),陜西省教育廳專(zhuān)項科研項目(14JK1408)。


Dynamic Modeling and Simulation of a Tailless Flapping Wing Robot
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    摘要:

    近年來(lái),仿生無(wú)人機在戰場(chǎng)偵察和飛行巡邏等方面應用廣泛,使其成為無(wú)人機領(lǐng)域的研究熱門(mén),傳統仿生無(wú)尾撲翼無(wú)人機的飛行建模問(wèn)題通常較為復雜,計算難度較大,因此亟待對此類(lèi)無(wú)人機進(jìn)行飛行控制的研究。文章針對仿昆蟲(chóng)無(wú)尾撲翼無(wú)人機的動(dòng)力學(xué)建模問(wèn)題進(jìn)行了研究,基于葉素法、準穩態(tài)假設模型以及剛體動(dòng)力學(xué)建模方法,對機翼運動(dòng)進(jìn)行受力分析,得到機翼的動(dòng)力學(xué)模型;機體采用剛體動(dòng)力學(xué)方法,建立無(wú)人機飛行模型。仿昆蟲(chóng)無(wú)尾撲翼無(wú)人機系統采用PID控制模型對機體縱向動(dòng)力學(xué)模型控制,以俯仰角、階躍輸入方式,通過(guò)實(shí)驗表明,系統的超調量分別為和,調節時(shí)間分別為0.5和1,穩態(tài)誤差符合實(shí)驗要求。

    Abstract:

    Tailless Flapping Wing Robot (TFWR) was extensively used in battlefield reconnaissance and flight patrols recently years. Widely using of TFWR in different aspects made them become a hot research topic in the field of drones. There exist some problems in traditional bionic TFWR modeling process such as model is too complicate and calculate is too difficult. Therefore, it is necessary to do some researches on flight control of such drones. The paper has done some research on the dynamic modeling process of TFWR based on the blade element method, the quasi-steady-state assumption model and the rigid body dynamics modeling method. According to the force analysis of the wing motion, the dynamic model of the wing is obtained. The flight model of TFWR is established by a rigid body dynamics method. The PID control model is used to control the longitudinal dynamic model of the TFWR, and the step input mode of pitch angle ± 15 degree and ± 30 degree is adopted. The experimental results shows that the overshoot of the system is 15.13% and 16.23% respectively, and the adjustment time is 0.5s and 1s respectively. The steady-state error meets the requirements of the experiment.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

陳登峰,耿建勤,張溫,劉國.無(wú)尾撲翼無(wú)人機動(dòng)力學(xué)建模及仿真計算機測量與控制[J].,2020,28(6):202-206.

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歷史
  • 收稿日期:2019-11-13
  • 最后修改日期:2019-12-03
  • 錄用日期:2019-12-04
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2020-06-17
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