国家教育部博士点基金(20050699022)
- 作品数：15 被引量：49H指数：5
- 相关作者：方宗德张西金张明伟苏进展周凯更多>>
- 相关机构：西北工业大学西安理工大学西安工业大学更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 微型仿鸟扑翼飞机设计与仿真系统开发被引量：2
- 2007年
- 基于仿生学的微扑翼飞行器是一种模仿鸟类飞行的新概念飞行器。鉴于扑翼飞行理论及实践本身的困难,为了减少设计制造中的风险,开发了微型仿鸟扑翼飞机设计与仿真系统。采用V isual C++和MATLAB进行仿生学设计模块、驱动机构和气动力计算模块的开发,由此进行扑翼飞机结构及动力学设计,生成初步样机。结合OpenGL技术,建立微型扑翼飞机的三维可视化结构模型,进行扑翼飞机的运动和虚拟飞行仿真。进行扑翼飞机的开发实例分析,结果与实际制作的扑翼飞机各项特征吻合。该系统有很高的实用价值,可以有效地辅助进行微型仿鸟扑翼飞机的研制工作。
- 张明伟方宗德周凯
- 关键词：三维可视化
- 一类微扑翼驱动机构的双重建模与仿真被引量：5
- 2007年
- 微扑翼飞行器是一个多学科交叉的研究领域,驱动机构的设计与制作是其中的关键环节。针对单曲柄双摇杆类型的驱动机构,首先建立了其相关参数的数学模型,然后用VisualC++等软件开发了驱动机构设计计算模块。最后在ADAMS环境下建立了此类型驱动机构的仿真模型,并进行了运动学仿真,所得参数曲线与相应的数学模型曲线完全一致,验证了参数数学建模的正确性。本文工作为同类型驱动机构的设计与优化提供了理论基础,对其他类型的驱动机构也有很好的借鉴意义。
- 周凯方宗德张明伟
- 关键词：微型飞行器曲柄摇杆机构数学建模软件开发运动仿真
- 微扑翼飞行器气动力和位置控制研究
- 2008年
- 随着微扑翼飞行器研究的不断深入,对其控制问题研究已引起了人们的重视。基于准稳态气动力模型,研究了微扑翼飞行器气动升力和阻力,建立了微扑翼飞行器纵向动力学模型,针对微扑翼飞行器非线性强耦合特点,采用切换控制策略进行纵向位置控制,选择扑动平面夹角和扑动幅度作为控制参数,利用位置误差和速度误差线性组合作为反馈信号,通过数值方法计算平均力,确定控制参数取值,完成了切换控制律设计。最后进行了微扑翼飞行器爬升飞行和水平飞行的控制仿真实验。
- 张西金方宗德
- 关键词：微扑翼飞行器气动力切换控制仿真
- 仿鸟扑翼试验平台控制器快速原型设计被引量：1
- 2007年
- 介绍控制系统实时在线仿真平台dSPACE系统,研究了仿鸟扑翼试验平台控制方案,利用dSPACE系统构造了仿鸟扑翼试验平台伺服控制器,通过实时仿真对PID控制参数完成了优化,从而取得了满意的扑翼运动轨迹跟踪效果。设计过程表明:利用dSPACE在线仿真技术开发控制器原型可以大大节省时间和费用。
- 张西金方宗德张国胜苏进展
- 关键词：DSPACEPID控制快速原型设计
- 微扑翼飞行器总体设计及实验被引量：5
- 2008年
- 提出了适合工程实际的微扑翼飞行器的设计方法。利用几何相似原理,拟合了以翼展为基本参数的仿生公式,并确定了飞行参数、结构参数和动力参数。根据初步的仿生设计结果,进行传动结构、翅翼尾翼等总体结构设计,并按照运动学分析、气动力分析、动力学分析相结合的动态分析方法研究了扑翼样机理论上产生的升力。与风洞实验结果比较表明,平均升力误差为0.61 g,基本满足设计要求,为微扑翼飞行器的研制提供了理论和实验依据。
- 苏进展方宗德刘岚
- 关键词：微扑翼飞行器风洞实验
- 微扑翼飞行器的力学分析与姿态控制研究
- 2007年
- 建立了微扑翼飞行器的气动力模型,对升力和阻力的产生机理进行了分析和计算。研究了尾翼对微扑翼飞行器姿态控制的影响,提出了尾翼对机身的力矩模型。进行了姿态控制方法的研究及仿真。仿真及计算结果符合试飞情况。证明研究的有效性和方法的可行性。
- 张明伟方宗德张西金
- 关键词：气动力尾翼
- 微型扑翼飞行器的升力风洞试验被引量：8
- 2007年
- 针对微型扑翼飞行器在专门的低雷诺数试验风洞中进行了扑翼的升力风洞试验,测试出了微型扑翼飞行器在正常飞行以及向上爬升状态时的升力特性曲线,并且探讨了扑翼频率、飞行速度以及扑翼的迎角对扑翼飞行升力的影响,在此基础上,还分析了扑翼升力的组成部分以及相互关系.实验结果为微型扑翼飞行器总体、气动的进一步设计提供了依据.
- 刘岚方宗德张西金
- 关键词：扑翼微型飞行器仿生风洞试验升力
- 一种仿蜜蜂类昆虫扑翼悬停控制的仿真估算研究被引量：1
- 2008年
- 基于准稳态气动力模型,推导了仿蜜蜂类昆虫扑翼气动力和力矩估算公式,建立了扑翼运动函数.将仿蜜蜂类昆虫扑翼视为空间运动刚体,在其动力学方程基础上,采用分层控制策略研究悬停控制问题.外层为位置控制,X和Y位置应用PD控制算法,Z位置应用切换控制方法;内层姿态控制采用切换控制方法,并选择了一套机翼运动参数用于切换控制.最后进行了仿蜜蜂类昆虫扑翼悬停控制仿真试验,试验结果表明所设计的控制策略是有效的,一旦昆虫扑翼受到干扰偏离平衡位置后,通过自动调节能够回到平衡位置附近.
- 张西金方宗德杨小辉
- 关键词：微扑翼飞行器切换控制仿真
- 微扑翼飞行器驱动装置设计与动力学性能研究被引量：1
- 2009年
- 将压电陶瓷驱动器和柔性铰链四杆放大机构融为一体,设计了结构紧凑的微扑翼驱动装置,并采用粒子群算法完成了微扑翼驱动装置结构参数优化设计;采用拉格朗日方程来建立微扑翼驱动系统动力学模型,对动力学性能进行了仿真研究.研究结果表明:采用正弦驱动电压,微扑翼驱动装置可以实现稳定扑打运动,另外,采用标准正弦驱动电压,在某一频段微扑翼驱动装置能实现高效扑动,而且通过调整驱动电压幅度能够控制扑动幅度.该研究为微扑翼飞行器运动控制奠定了基础.
- 张西金方宗德杨小辉
- 关键词：微扑翼飞行器压电陶瓷驱动器动力学性能仿真
- 单曲柄双摇杆扑翼驱动机构的优化设计被引量：20
- 2008年
- 微扑翼飞行器在试飞过程中时常发生向左或者向右倾斜栽落的现象,这是由于左右扑翼动作的不完全对称性引起的.由此建立了驱动机构在一个运动周期内左右扑翼角之差和角速度之差的数学模型,并在机械学、仿生学等约束条件下利用模式搜索法对目标函数进行了优化设计.优化前后的参数对比分析和试飞试验均表明:该优化显著增强了微扑翼飞行器的运动对称性.
- 周凯方宗德曹雪梅张明伟
- 关键词：航天推进系统微扑翼飞行器曲柄摇杆机构多目标优化模式搜索法
