自动化-屹结题材料视频成果书报告-创新项目

1、本结题书所列各项内容均须实事求是，认真填写，表达明确严谨，简、结题书由正文和附件两部分组成：正文部分请按表格要求填写，并可根据需要加页，要求层次分明、内容准确，如实反映项目研究过阶段性成果，包括的、或调研报告以及其他成果。4、所在学院认真审核后，签署意见后，将申请书（一式两份）一、项目基本情况1234运构真5二、项目执行情况简介项目研究的目的，成果的主要内者运构仿创新（特色）与应用（500～1000字 在空气中，能够在空气转矩下依靠 一根类似鱼骨中间固定的装置来承受扭矩，尽可不要使 部件承扭矩而生横向移导致位差，并且免横向差造成飞行影。设计如下：好等特点，在国防和民用领域都有着十分重要而广泛的应用。上，可用于敌情侦察、目标追上，微型飞行器可用于各类监测、、巡视、搜救、摄影、测绘、和项目研究进程说明，包括团队成员分工和合作情况（300字以上2013.06-2013.09-2013.10-GAMBIT2014.01-2014.03- （3）：飞行器控制系统设计（4）：运构仿真经费使用情（需附：《邮电大学大学生创新性实验计划项目经费使用明细表》邮电大学生创新创业训练计划项目成果报告一、项目研究选题背AdvancedResearchProjectsAgency）提出了该概念，认为其基本技术指标是：飞行器各向尺寸不超过1510～10020～6030～60公里每小时，最大航程1～10器、旋翼型(Rotarywing)微型飞行器和扑翼(Flapwing)型微型飞行器。目前研制的微型飞行器大采用固定翼布局但固翼微型飞行器在空动力学面还着不（（）festo“SmartBird”的仿生鸟。人们只要二、项目研究的意仿生学、空气动力学、动力及能源系统、柔性翼结构、结构/功能元件以及控制、导航系统的设计(l)MEMS(3)技术的成熟,将为微扑翼飞行器的设计与制造提供有力的技术支持,为微扑翼飞行器走问实际应用提供了三、项目研究的主要我们首先通过对鸟类飞行的运动分析去模拟鸟类飞行的过程，对鸟类的运动过的力学量进行分人，必须对生物飞行机理进行研究，必须正确理解低雷诺数下产生力的空气动力学问题，必须解FFcos。压力角越小，则有效分力就越大，这时提供给摇杆的驱动力矩MF'lCDFcoslCD以压力角的余角来判断转动特性，也称转动角。因90，所以越小，越通常取min40。根据仿生学统计规律：鸟类的扑翼角幅值12一般都不小于50所以仿生学条件为50根据一致的12及12，由图二查的最大的最小传动角maxmin及角。为摇杆在远极c------摇 由极限位置1到极式中a------曲柄长度 连杆度 d d dc2ab212ab bd sin 2ad )sina

b0.6924c2 d75mma21mmc50.625mm2

237.72N图二：ADAMS3Jx三角形平

JxJz

m3R2r2DKD

2b2a2Jz

KmDz4通过矢量法应用求解各构件在运动中的运动及简化到曲轴处的等效转动惯由以上由上面尺度律的计算得到扑翼机构的输出功率为10.9501，曲柄摇杆机构的传动效率取EMPN2822KV1200RC图五：EMPN2822KV1200RCKV值最大拉力功率微型扑翼飞行器通过传动系统完成电旋转运动转化为机翼的扑翼运动有效的把电源的能量转化为6000r/min，其设计参数选取如下：

3.87m0333.97Hz，将其转换为曲n=240r/mini=25,M=0.5,齿轮的齿数分别为：11、2811104则扑翼曲柄摇杆机构的曲柄转速最终为n=6000/24.1=248.96r/min,拍动频率f=248.96/60=4.14Hz。形状并且具有一定的弯度，呈上凸下平的状态。当空气与翼前缘接触后,气流被分成上、下两股，沿够将鸟体提升到空中,并在空气中持续移动。$!鸟翼的扑动（（仰运而对仿鸟翼飞行来说考虑翅膀柔性变时的翅在驱构作!下面给出椭圆模型翼的运动方程，其中H(t)代表在扑动过以扑动时间t为参数的翼的平动位移；而θ(t)则代表扑动过以扑动时间t为参数的翼的转动角度；Hmax为模型翼的平动幅值；θmax为模型翼的转动幅值。H(t)12

cos(2ft)12

(t)maxcos(2ft)f——模型翼的扑动频率t——模型翼的扑动时间——模型翼平动与转动的相位差（rad）这里作出假设，固定值为π2，对式（4-1）和（4-2）求导并进行无量纲化，得到以下无量纲形式的模型翼的平动速度V和α转动角速度方程：vv(t)sin(2(t)cos(2式中vmax——模型翼几何中心处的最大平动速度max——模型翼绕O点的最大转动角速度（rad/s）； Hmax 界条件，给定相对应的速度条件，即设定无穷远处自由来流速度U为计算区域处的速度。12.520倍弦长。Udf#include"udf.h"#include"unsteady.h"#include"stdio.h"#include"stdlib.h"realcurrent_time=0.0;*;Thread*threadrealNV_VEC(origin),NV_VEC(force),NV_VEC(moment){current_time=CURRENT_TIME;vel[0]=0.0;vel[1]=-601.9*sin(25.1327*current_time);vel[2]=0.0;omega[0]=0.0omega[1]=0.0omega[2]=4.3865*cos(25.1327*current_time); omega=%f\n",current_time,omega[2]);}Fluentviscousmodels中只能看到三种k模型，这三种模型一般只适合高雷诺系数，分析诺系数情况，要在viscousmodelsk模型，并且输入define/models/viscous/turbulence-expert/low-re-ky确定。low-re-k在设置边界条件时，无穷远处来流设置为U1msSIMPLE算法对其进行F。CL

2V56选用 PRO海盗飞控图十七 PRO海盗飞控ATMega2560MPU6050三轴数字陀螺仪与三种数字加速度传感器MS5611-01BA01高精度数字气压传感器HMC5883L三轴数字磁阻传感器按照当前航向与目标航向的偏差大小来决定给多大的方向舵量：方向舵量pP*（前航向）pPIDP部分，即比例部分Ii=I*(偏差和)。偏差和是当前航向和目标航向的偏差，每计算一次累加一次，一直，Dd=D*(当前状态量–上一次的状态量)。D项的输出实际上是转弯角速率的比例P0P值已经很小了，而这时候如果转弯速率不小，D项就输出一个方向舵，抵消过快的转弯速率，飞机航向到达目标航向后继续的运动姿态（角速度，角加速度，高度，倾斜角等）PID，=p+i+dP、I、D系数的调整，最终使输出的控制量能够尽快的控制状态量贴近目标量，并消除系统误差，避免multiwiiconf2.1图二十：，传感器输入数7四、项目研究的特1况下，扑动翼前缘涡没有发生脱落形成卡门涡街现象。这表明在持续拍动的情况下，气动力显著稳用柔性翼的设计这样翅翼后部由于运动周期上与前侧直接驱动结构这样在运动中翅翼可成空中 从而可产生一个吹至于的气动力L，该力可分解为垂直向上的正升力和沿飞行方向的推力。这样，我们的任务就是设计我们的机械结构使翅膀能够产生如图（b）的涡街。Jones等人发现样后半部分骨架相当于面部分带动下进行运动他时刻会在周期运动中前半部分骨架一定的234使部件承受扭矩而产生横向位移导致定位误差，并且避免横向误差造成的飞行影响。5翼，相关研究也表明：柔性翼比刚性翼能产生更大的气动力和能力。五、项目研究的技术1.下扑阶段弯曲阶段阶段：在最高点，翅膀迅速，持续时间很短，然后重复开始第一阶段展向弯度较小；上提段所用时间较少，展向弯度较大。2通过矢量法应用求解各构件在运动中的运动及简化到曲轴处的等效转动惯量，由尺度律10.95010.95，曲柄摇杆机构的传动效率取0.9，这样整个机构的传动效率为：0.950.950.90.914.98WEMPN2822KV1200RC

3.87m0333.97Hz，将其转换n=240r/mini=25,M=0.5,齿轮的齿数分别为：11、2811104最终传动比i=2.54×9.45=24.1，满足小于计算传动比i=25,由于选取的微型电，转速6000r/min,则扑翼曲柄摇杆机构的曲柄转速最终为n=6000/24.1=248.96r/min,拍动频率f=248.96/60=4.14Hz56图十三 PRO海盗飞控ATMega2560单片机、MPU6050三轴数字陀螺仪与三种数字加速度传感器、MS5611-01BA01高精度数字气压传感器、HMC5883L三轴数字磁阻传感器，通过接受传PID使用控制油门和方向，接受指令，传入控制器，控制器对舵机和电机进行控制，实=p+i+dP、I、D系数的调整，最终使输出的控制量能够尽快的控制状态量贴近目标量，并消除系统误差，避免[1]..(2011).微型平直可折叠扑翼飞行器的控制技术(Master'sthesis,东学[2].,&昂海松.(2003).仿鸟复合振动的扑翼气动分析.航空航天大学学报,35(1),6-12.[3].Phlips,P.J.,East,R.A.,&Pratt,N.H.(1981).Anunsteadyliftinglinetheoryofflapwingswithapplicationtotheforwardflightofbirds.Journaloffluidmechanics,112,97-[4].Betteridge,D.S.,&Archer,R.D.AStudyoftheMechanicsofFlap