一、小型飞行器机动翼面的展开锁定机构设计（论文文献综述）
初雨田[1]（2021）在《电作动折叠机翼设计仿真及控制研究》文中提出折叠机翼技术是舰载机与航母相匹配的关键技术,通过该技术可缩小机翼展向尺寸,使航母在有限的甲板空间内容纳尽可能多的舰载机,增强航母战斗力。我国歼-20、美国F-22和F-35战机都采用多机翼协同控制方案,必要时进行机翼折叠,增加飞机机动性。未来飞机的发展趋势是多电和全电飞机,以电作动技术实现机翼的折叠不仅可避免液压传动带来的一些问题,还具有降低飞机重量、提高可维护性等诸多优点。基于以上背景,本文以电作动折叠机翼为研究对象,对其折叠机构、气动特性分析、动力学仿真、控制和可靠性评估等关键问题进行了深入研究。具体研究内容如下:（1）针对折叠机翼的需求,通过对翼型的气动特性分析,采用综合指数评估法优选出合适的翼型,基于平面机构解析法确定了折叠机构的相关参数,使其满足结构紧凑、轻量化等相关需求。（2）为保证飞行安全及动力学仿真精度,基于计算流体力学的方法对外翼和折叠翼进行了数值计算,详细地分析了外翼及折叠翼气动特性变化情况,并分析了折叠翼升阻力随迎角变化趋势,结果表明折叠机翼技术可以解决飞机高低速性能需求的矛盾,同时根据仿真结果给出飞机飞行时机翼发生非正常折叠后的补救措施。（3）在CATIA中建立了内翼、外翼及折叠机构的三维模型,并进行装配,同时在LMS Virtual.Lab Motion中对气动力加载前后的机翼折叠过程进行了仿真,从运动学和动力学两个角度分析了仿真结果,结果研究表明气动载荷效应会使作动筒的最大驱动载荷增大34.63%,最大承受载荷减小25.47%。（4）针对折叠机翼的电作动控制,设计了电流环、转速环及位置环三闭环位置伺服控制,同时结合无刷直流电机以及传动机构的数学模型,在MATLAB/Simulink中建立了无刷直流电机仿真模型及折叠机翼系统位置伺服仿真模型,并进行了控制系统仿真分析,结果表明系统具有良好的动态稳定性和跟踪性。（5）针对提高折叠机翼控制系统的可靠性问题,对基于GO法的折叠机翼控制系统可靠性进行了定量分析研究,建立系统的GO模型,运用GO法概率公式计算系统成功运行的概率为0.9999649,故障树分析法计算的成功概率为0.9999556,验证了折叠机翼控制系统可靠性满足要求。论文研究成果可为电作动折叠机翼系统的设计及控制提供一定的理论参考。
曹广宇[2]（2020）在《并联机构驱动式变形翼动力学特性研究》文中进行了进一步梳理传统的飞行器已经不能够满足人们对灵活性、经济性和多功能性日益增长的需求,变体飞行器成为了研究热点。这类飞行器可以通过改变自身外形,调整气动载荷分布及大小,以适应复杂的工作环境,特别是机翼的变形已成为研究的重点之一。本文提出了一种并联机构驱动的变形翼,可实现后缘弯度和弦长的快速调节。对变形翼运动学、结构力学、气动力进行了分析,通过流固耦合仿真研究了不同飞行条件对变形翼变形过程动力学特性的影响,并研制了变形翼原理样机,验证了变形方法的可行性。阐述了变形翼变形原理,对变形翼内部并联机构的运动特性进行了分析,建立了并联机构的运动学模型;分析了变形翼飞行过程中的受力,将前缘和后缘简化为杆件,基于力法建立了超静定结构的力学模型。基于薄翼理论和卡门——钱公式建立了机翼变形过程的升力模型,分析了攻角和飞行速度对机翼升力的影响,对后缘转动过程中机翼初始攻角、后缘长度和飞行速度对升力系数的影响进行了分析。基于有限元理论和有限体积法搭建了机翼变形过程的流固耦合模型。仿真分析了飞行速度对机翼动力学特性的影响。对亚音速飞行和超音速飞行中的变形翼气动力和杆件受力进行了对比,指出了两者的异同。此外对起降、超低空突防等特殊飞行情况进行了探讨。最后研究了飞行高度和机翼变形速度对变形翼变形过程的影响,得出了气动参数和杆件受力的大小,并总结了影响规律。设计了变形翼原理样机。经过试验发现样机能够达到期望的变形,验证了并联机构驱动式变形的可行性。
邱潇颀[3]（2020）在《变质心固定翼无人机鲁棒抗扰控制问题研究》文中研究表明无人机因其生产成本低、设计制造简单、便于操作等特点,近年来得到了长足的发展。而固定翼无人机相对于旋翼机具有航程远、载荷大、便于隐身等优点,在军事和民用领域均有更广泛的应用前景。变质心控制方案通过改变飞行器内部质量滑块位置来产生操纵力矩,进而实现对其飞行状态的控制。相对于传统的舵面操纵,变质心控制在气动效率保持、增强隐身能力和简化机翼结构等方面具备一定优势。本文以小型变质心固定翼无人机为研究对象,考虑其强非线性和耦合性等特点,围绕其动力学及鲁棒抗扰控制问题展开研究。首先设计了无人机单滑块变质心方案的基本构型,进而基于牛顿运动定律和动量矩定理建立了完备的系统运动方程,并给出了变质心固定翼无人机所受力与力矩的具体表达式。在此基础上,通过线性化手段对无人机的动力学特性展开分析,重点研究了滑块初始安装位置对无人机稳定性、操纵性的影响,并给出了滑块的理想安装位置,为变质心机构设计提供量化参考。通过进一步仿真对比变质心方案与传统气动舵方案的效率系数随飞行速度的变化趋势,指出对于飞行速度普遍较低的小型无人机,变质心方案更具效率。随后推导出仿射形式的变质心无人机控制系统数学模型,为了简化控制器设计问题,将其中的耦合项看作一未知扰动叠加到系统模型中。基于此模型,设计了变质心固定翼无人机的自抗扰姿态控制器和速度控制器,并引入粒子群优化算法进行多控制器参数优化,从而解决自抗扰控制器参数整定复杂的问题。仿真结果指出经过粒子群优化后的自抗扰控制器在降低超调量、提升跟踪速度方面有了显着提升。考虑到自抗扰控制器参数整定的复杂性及其对相关参数的敏感性,设计了基于模糊/神经网络的变质心无人机自适应滑模控制器。针对由于参数摄动和外部扰动所引起的无人机动力学方程中的未知部分,采用了RBF神经网络来对其进行精确估计,进而完成滑模控制器的设计;而对于滑模抖振问题,利用模糊系统的万能逼近特性对切换项进行精确逼近,从而实现了抖振的光滑处理,改善了滑模控制器性能。最后,通过在多种工况下的对比仿真,验证了本文所设计的变质心固定翼无人机控制系统具备较强的鲁棒性和抗干扰能力,能够有效应对无人机飞行过程中所面临的各类复杂状况,达成了控制器设计的初始目标。
冯雷[4]（2020）在《一种柔性翅翼微型仿鸟扑翼机器人的研究》文中研究指明微型仿生扑翼机器人是一种模仿自然界中可飞行鸟类或者昆虫的气动原理,通过翅膀规律性地拍动以实现飞行。相对于传统固定翼类与旋翼类,微型仿生扑翼机器人具备飞行机动性强、质量轻便、伪装性好、较低噪声和较低能耗等优点,非常适合在伪装侦查、自然环境检测和反恐军事作战等相关领域的应用。现有微型扑翼机器人大多为体型较大的仿鸟机器人及实用性不强的仿昆虫机器人,对柔性翅翼气动理论及飞行参数的研究尚不完善,缺乏完备的样机研制流程。本文充分地对柔性翅翼的柔性气动理论及参数进行建模与分析,设计一台质量约为50g的微型仿鸟机器人机械样机,并设计了微型扑翼控制器系统与上位机监测系统,并进行试飞实验,论证了系统设计的正确性。针对微型仿鸟扑翼机器人的机械设计需求,建立一种柔性翅翼的动力学模型并分析飞行参数对气动力的影响。将非定常气动环境下的叶素理论与平面柔性变形翼的特征相融合,计算飞行所需的气动升力与推力;改变飞行迎角、翅膀柔性幅值、扑动频率、振幅与飞行初速度等飞行参数,分析了各指标对气动力的影响规律;利用儒科夫斯基理论建立了三角形尾翼的气动力模型并分析尾翼的二轴姿态角对机器人三维空间力矩的影响;对扑翼机器人整机的气动力学进行建模。并分析了其在定高平飞与协同转弯飞行的受力条件,明确了试飞时实现飞行动作的条件。结合满足飞行条件的气动参数与自然界鸟类的尺寸率,确定机械样机的设计参数。根据满足气动飞行条件的扑动指标,设计扑动空间四连杆机构的尺寸,并设计减速转置与电机选型等;模仿鸟类翅膀与尾翼形状,设计一种前缘刚性、后缘柔性的带翼脉翅膀与刚性三角尾翼;依据满足气动飞行条件的翅膀柔性形变指标,通过利用Simulation软件对不同翅脉厚度的翅膀进行形变仿真,以确定满足指标要求的翼脉厚度,并校核翅根与扑动机构曲柄的强度;最后设计机身板并对所设计的各部件进行装配。研制一款微型仿鸟扑翼控制器系统。采用STM32为主控,搭载九轴惯性导航、气压计、角位移磁编码器等传感器并设计PCB板;选用一枚微型电调驱动的微型直流无刷电机作为翅膀扑动的动力源,两枚微型舵机驱动尾翼俯仰动作与滚转动作;利用基于四元数的互补滤波算法,对姿态传感器的九轴数据进行数据融合并解算,得到无时间漂移的三轴姿态角;利用Labview设计上位机界面,通过Zigbee全双工无线模块实现扑翼控制器与上位机之间的通信,实现三维姿态、尾翼角度等信息的动态显示与地面命令发送功能。最后利用Xflow软件模拟风洞实验,对样机进行了气动力仿真,验证了气动力建模的正确性;对微控制器与上位机系统进行测试,各项功能均正常;制造仿鸟扑翼机器人样机,对样机各部件进行装配与调试,安装本文研制的微型扑翼控制器并对样机进行飞行实验,能够平稳飞行验证了扑翼机器人样机飞行的可行性,最终的顺利飞行验证了本文的研究内容。
于淼[5]（2020）在《固定翼无人机与四旋翼无人机对接装置及航迹规划设计》文中进行了进一步梳理固定翼无人机的发射与回收是飞行任务中最关键且最困难的环节,成功的发射与回收可以减少无人机的设计成本并提升其应用成功率。本文在四旋翼平台上提出一种对接装置结构设计辅助固定翼无人机进行空中发射与回收,为实现精准对接规划了无人机的返回路径,最后通过对飞行控制律的设计对无人机的发射与回收过程进行了仿真验证。以扫描鹰无人机为原型,建立了前三点式固定翼无人机的三维模型,并根据无人机的参数完成了四旋翼平台对接装置的结构设计。分别对对接装置和起落架进行强度校核,结果表明在一定对接速度下符合强度要求。对固定翼无人机与四旋翼飞行器的对接路线进行了规划,基于RRT算法与遗传算法,在已知起始点与终点的区域内规划固定翼无人机的航迹,通过添加无人机机动性能约束与动态环境中校正点误差约束进行修正,最终确定最优航迹。最后建立非线性飞行动力学模型,分别对固定翼无人机在四旋翼平台上的起飞与着陆进行了纵向运动控制律的设计及仿真验证。由俯仰角、高度以及空速等结果可知固定翼无人机发射与回收性能较好,能够按照预期完成任务,由竖直速度仿真结果可知,对接装置结构强度符合要求。
杨颖[6]（2019）在《解耦式仿生扑翼机研究》文中提出经过长达数万年的自然选择与生物进化,自然界中如鸟类或昆虫等大部分都是选择扑翼飞行方式。这种扑翼飞行与发展较为成熟的固定翼和旋翼在有些方面有所不同。飞行机理方面,扑翼飞行是由机翼的扑动而产生飞行所需的升力和前进的推力,这使得它具有气动力好、飞行效率高、机动灵活等优势;空气动力学方面,扑翼飞行机构机翼附近的流场随着机翼的运动而迅速变化。扑翼机由于其特有的优势,使得其在很多方面都有很大的发展前景,因此对扑翼飞行机构的研究具有前瞻性、先导性。本文的研究内容是设计了一种解耦式扑翼机构,该扑翼机构解决了常见扑翼机构中内翼与外翼无法单独控制的问题,提高了扑翼飞行机构的灵活性,加强了其可扩展性。进一步地在该机构上加入了变长机构和锁定机构使得该扑翼机构实现飞行时不同模式之间的切换,并研制了原理样机、进行了多次飞行实验,验证了该解耦式扑翼机构的可行性,主要内容包括:（1）通过研究鸟类飞行机理,从鸟类翅膀的结构、鸟类翅膀扑动时的运动特征等方面系统地研究并总结了扑翼飞行的高升力产生机理,并介绍了几种常见扑翼机构。（2）为了解决常见扑翼机构中内翼与外翼无法单独控制的问题,本文提出了一种解耦式扑翼飞行驱动机构。该机构的内翼和外翼分别由不同的连杆机构控制,在不同连杆的作用下,内翼与外翼的运动是独立的,解决了以往外翼运动受限于内翼的问题,由此实现了内翼和外翼的解耦合,使得扑翼飞行机构的灵活性更高,可扩展性更强。（3）进一步地在该解耦式扑翼机构中加入了锁定机构和变长机构,使得该扑翼机构可以完成不同飞行模式之间的切换,飞行姿态多样,气动效率更高,能适应更多的飞行环境。（4）为了验证方案的可行性。首先,利用三维仿真软件solidworks设计了该扑翼机构的运动模型,通过模型的运动情况,初步验证了该机构设计方案的可行性。其次,根据机构的设计方案,选择电机、舵机、电调等元器件,加工零部件,制作原理样机,并进行大量飞行实验。多次实验记录的飞行数据,并多次重复出现的成功飞行实验,从实践的角度验证了所提出的解耦式扑翼机构的可行性。所设计的解耦式扑翼机构解决了常见扑翼机构中内翼与外翼无法单独控制的问题,使得机构更灵活,可扩展性更强。进一步地在机构中加入变长机构和锁定机构之后,该机构可以实现在多种飞行模式之间切换,飞行效率更高,飞行姿态更逼真。经三维仿真软件solidworks仿真、样机研制及飞行实验结果显示,提出的设计方案能为扑翼机构飞行提供足够的升力、推力,满足飞行所需要求。
吕正洋[7]（2019）在《变形翼桁架结构设计与变形特性分析》文中认为随着人们对于飞行器灵活性、机动性以及多任务适应能力等多方面要求的提高,研究人员已经把注意力转移到可变形飞行器的研究上来。变体飞行器可以根据不同的飞行任务和环境不断地改变机翼的形状和姿态,从而使飞行器能够在不同环境中保持最优的飞行性能。对于可变形机翼的研究,欧美的一些研究机构开始得相对较早,国内也在近几年开展了相关的研究项目。从国内外的研究进展来看,目前变形翼的研究主要集中在变后掠、变弯度、变展长等单方向的大尺度变形,对飞行器飞行性能的改善有限。因此,对可实现多维度变形的变形翼的研究是有意义的。本文针对目前变形翼研究存在的变形形式单一及结构复杂笨重等问题,设计了一种基于可变形单元的可实现其展向弯度变形和扭转变形的变形翼桁架结构。通过对可变形波纹夹层板的结构形式及动物脊椎的变形原理的分析,提出了变形翼结构的设计思路:通过可变形桁架单元内小变形的积累实现机翼整体的大变形。通过对于变形阻力和结构的比刚度的比较,优选出了桁架面的结构形式;根据刚度匹配关系得到了薄板厚度与桁架构件尺寸参数之间的关系;根据轻量化设计要求,优化求解了可变形桁架单元构件的尺寸参数。对于变形翼的两种变形形式,分别研究了其变形原理和变形规律。根据梁的变形原理对其展向弯度变形进行分析,并利用Runge-Kutta法求解推导所得的微分方程,拟合出弯曲变形角度与驱动位移和驱动力的关系,并进行了有限元仿真验证;通过变形影响系数法分析了可变形桁架单元的扭转变形,利用有限元软件求解了变形影响系数矩阵等参数,进而求解了变形翼的最大扭转变形角度。考虑变形翼结构的刚度和稳定性要求,对其进行了静力学和动力学分析。分析了薄板结构对变形翼整体刚度的影响;对变形翼负载能力情况进行了研究;分析了变截面设计对结构刚度和强度的影响;并对变形翼结构的模态及影响因素进行了分析。设计并研制了基于可变形桁架单元的变形翼样机,并进行了弯曲变形和扭转变形试验以及负载测试,验证了变形翼的变形能力和负载能力及结构刚度。
梁潇[8]（2018）在《飞行器自动折叠尾舵结构设计及防冰性能分析》文中指出折叠舵翼能够有效减小飞行器和导弹的外形尺寸,减小贮运空间,提升载弹量,应用十分广泛。但由于现有的折叠舵翼多为单次动作,且用弹性元件驱动,动作过程不可控等,同时本文结合实际功能需求,以机载飞行器舵翼尺寸干涉问题为应用背景,并考虑到其高空实际工作环境要求,设计了一款全自动可多次重复动作的折叠尾舵。首先,基于实际折叠尾舵的使用环境和要求,借助FLUENT软件确定了尾舵的工作静载,同时对其折叠展开动作和到位锁定和解锁动作进行了方案结构设计,振动特性分析,并建立数学模型,对其运动学和到位冲击方程进行了推导,并借助有限元软件对其承载部件的位置分布进行了优化设计,改善承载部件受力情况。其次,根据其高空实际工作环境,分析其防冰需求性分析,为了保证折叠展开功能的成功实现,对其进行了防冰设计。通过建立水滴撞击特性方程,并结合FLUENT对其防冰范围进行了预估,同时通过仿真分析确立了电热防冰方案,完成折叠舵防冰功能设计,使其可以在高空结冰环境飞行中成功实现舵翼的重复折叠展开。最后,根据折叠舵结构和防冰系统设计过程,设计了与电热仿真和有限元承载销位置分布优化仿真的对照试验,对比仿真与试验数据,对方案设计过程的合理性进行了验证。同时,对折叠尾舵原理样机进行了加工,并进行了功能测试,折叠舵样机可以满足外部尺寸要求和功能使用要求。本文设计的全自动折叠尾舵功能机构不会影响舵翼的气动外形,能够有效的缩小挂载飞行器的外形尺寸,并能够满足静载和动载的承载要求,同时结构简单,到位冲击小,折叠过程可控,且无需让飞行装备进行结构改造等优点,对飞行装备的改进具有较大工程意义。
聂瑞[9]（2018）在《变体机翼结构关键技术研究》文中指出机翼是飞机飞行过程中最为重要的部件,需要应对包括起飞、着陆、巡航、机动、爬升等多种飞行任务。此外,飞行过程中还会经历较大的重量变化、飞行高度变化、飞行速度变化以及飞行环境的变化。但是,在飞机设计过程中,机翼外形是一系列可能的飞行条件下的折衷方案,对于多数飞行状态来说都不是最优的设计。变体飞行器能够显着提升飞机在整个飞行包线内的气动特性,并进一步拓展其多任务飞行能力,是解决这一问题的主要方向之一。长期以来,为了减少设计折衷,使飞机能够根据飞行状态自发的调整机翼形状,飞机研究、设计人员对于如何在飞行期间改变机翼几何外形（变体机翼）的技术关注颇多。早期的变体机翼解决方案往往需要付出成本、复杂性或重量方面的代价。随着技术的进步,先进结构设计技术和智能材料的最新发展有助于克服传统变体技术的局限性,并提高现有解决方案的总体收益。本文主要以自适应机翼变弯度后缘设计为目标,围绕大变形蒙皮设计、基于分布式柔顺概念的变弯度后缘结构设计与优化、基于形状记忆合金的主动激波控制鼓包等内容进行研究。主要研究内容和创新点包括:1、大变形柔性蒙皮设计研究:以变体机翼蒙皮设计为目标,研究了纤维增强弹性体蒙皮的设计、制备方法。根据非线性变形体动力学理论,给出了大变形柔性蒙皮的适用条件,即蒙皮内张力不能为压力。针对变弯度后缘结构,设计了具有一维单向大变形能力的0泊松比蒙皮。采用增量关系对蒙皮非线性力学特性进行分析,建立了柔性蒙皮的力学模型,并通过试验对模型进行验证。结果表明,蒙皮变形量>50%,具有良好的单向拉伸变形的性能。针对柔性剪切变形机翼,提出一种用于剪切变形机翼的柔性蒙皮设计,通过集成粗纤维增强层、可变形二维栅格结构,完成了具备剪切变形能力的柔性蒙皮设计。剪切变形蒙皮实验研究表明,采用粗纤维增强工艺,大幅提升了蒙皮的承载能力。与无纤维增强蒙皮相比,承载能力提高了60%,同时对蒙皮变形驱动力影响可以忽略。2、用于变弯度后缘的驱动器及驱动模式研究:以变弯度后缘为目标,分析了包括压电泵直线驱动器、双程形状记忆合金丝、双程形状记忆合金条带在内的智能材料/结构驱动器。通过实验测试,确定了上述智能材料/结构驱动器的输出特性,明确了应用场景。压电泵直线驱动器、双程形状记忆合金丝驱动器可用于后缘变弯度驱动,双程形状记忆合金条带可与变弯度后缘结合用于流动控制。在此基础上,分析了不同种类飞行器翼载荷大小。根据翼载荷的不同,提出了适用于不同翼载荷的驱动模式。3、面向低翼载飞机的主动柔性后缘技术研究:针对低翼载飞行器,提出了一种基于“分布式柔顺”设计概念的主动柔顺后缘结构设计。主动柔性后缘利用分布式柔顺概念设计,机翼蒙皮采用高强度玻璃纤维层合板。上翼面蒙皮和下翼蒙皮经由直线运动副连接,通过上、下翼面蒙皮之间的相对滑动,实现后缘连续变形。利用伪刚体模型对变弯度后缘进行简化,并使用简化模型建立了后缘结构优化设计平台。通过优化结构布局,大幅降低了后缘结构内部受力,提高了系统可靠性。在此基础上,对采用多滑轮组驱动方案的后缘结构气动承载能力进行优化,根据优化结果搭建了实验测试平台,结果表明多滑轮组驱动方案具有较高的承载能力,可满足低翼载（<100）机翼的需求。4、面向高翼载飞机的主动柔性后缘技术研究:为了提高超临界翼在不同任务条件下的气动性能,提出了一种可实现后缘连续变弯度的自适应机翼变弯度后缘设计:主动柔性后缘（Active Compliant Trailing Edge,ACTE）,并进行了结构有限元仿真和CFD仿真计算分析,验证了设计方案的可行性。主动柔性后缘采用了分布式柔顺机构设计思路,利用传统的玻璃纤维复合材料作为蒙皮材料,通过多段式翼肋实现了后缘弯度的连续变形。CFD仿真分析结果表明,通过改变机翼后缘的偏转位移、偏转模式可以优化不同任务状态下翼型的气动特性。在速度小于阻力发散马赫数时（Ma=0.6）,应用主动柔性后缘后,最大升阻比提高了7.96%,同时改善了高升力系数下的气动特性。在阻力发散马赫数附近,主动柔性后缘改善了高升力系数状态下的升阻特性,最大升阻比提高不明显。5、自适应激波控制鼓包用于改善高亚音速状态下变弯度后缘气动特性的研究:在阻力发散马赫数附近,主动柔性后缘（ACTE）偏转会诱发强激波,带来额外的激波阻力,使气动收益降低。为了弱化激波,提出了基于双程形状记忆合金的自适应激波控制鼓包（ASCB）概念,SMA鼓包能够根据温度调节自身构型,对不同流场状态下的激波进行控制。通过集成NURBS曲线建模和CFD仿真模块搭建了ACTE-ASCB仿真优化平台,对不同后缘偏转状态下的鼓包构型优化。研究结果表明合适的鼓包构型可以有效弱化激波强度,减小波阻,提高ACTE的气动收益,提高最大升阻比,改善高升力状态下的升阻特性。与只使用主动柔性后缘的机翼变体模式相比,增加ASCB后,最大升阻比提高了约5.4%。
王旭[10]（2018）在《小型共轴双旋翼飞行器设计、建模与控制研究》文中进行了进一步梳理由于具有出色的悬停和垂直起降能力、独特的机身构型,小型共轴双旋翼飞行器在军用和民事领域展现出了巨大应用价值,引起了国内外研究机构的广泛关注,并且已经渐渐成为目前国际上无人飞行器研究方向的热点之一。然而,国内小型共轴双旋翼飞行器的研究存在起步较晚、研究基础薄弱等问题,与国外先进水平之间还有一定的差距,此外,小型共轴双旋翼飞行器自身的强耦合性和非线性给此类飞行器的建模和控制研究提出了很大挑战。因此本文依托实验室的预研项目,以课题组提出的一种小型共轴双旋翼飞行器为研究对象,分别在此类飞行器的系统方案设计、结构设计、数学建模和飞行控制等方面开展了一系列的研究工作。首先阐述了研究小型共轴双旋翼飞行器的目的和意义,概述了小型共轴双旋翼飞行器的特点和国内外发展现状,并且介绍和分析了此类飞行器建模和控制器设计研究的国内外现状,在此基础上,给出了本文的研究内容和思路。其次,对小型共轴双旋翼飞行器进行了详尽的系统方案分析,建立了飞行器总体系统方案的模型,得出了飞行器的总体气动布局和结构布局。在此基础上,完成了全机各分系统结构设计,设计、制作了原理样机,并对样机的进行了多科目的实验研究,验证了所设计飞行器的可行性。再次,以所设计小型共轴双旋翼飞行器为研究对象,研究其数学模型和动力学建模,在考虑上、下旋翼干扰、桨叶挥舞和操纵机构运动学情况的基础上,完成了对此小型共轴双旋翼飞行器的整机非线性动力学建模。提出了基于虚拟平台的联合仿真建模方法,在Simulink仿真模型中添加Simwise4d动力学模块,通过数学模型与虚拟平台样机产生数据的交换,使用联合仿真的方法完成了动力学模型的建立和仿真验证。最后,根据小扰动假设完成了对飞行器整机非线性动力学模型的配平及其线性化,针对飞行器系统的姿态和轨迹被控制量,完成了基于神经网络补偿的动态逆控制器的设计和基于神经网络补偿的PID控制器设计,在Simulink中搭建了控制器模型,完成了控制器的仿真试验,验证了所设计控制器的正确性和有效性。
二、小型飞行器机动翼面的展开锁定机构设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、小型飞行器机动翼面的展开锁定机构设计（论文提纲范文）
（1）电作动折叠机翼设计仿真及控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 变形机翼 |
| 1.3 折叠机翼国内外发展现状 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.4 折叠机翼关键技术研究现状 |
| 1.5 主要研究内容和技术路线 |
| 2 折叠机翼总体结构设计 |
| 2.1 电作动折叠机翼方案研究 |
| 2.1.1 机电作动器概述 |
| 2.1.2 电作动折叠方案设计要求 |
| 2.1.3 电作动折叠机翼整体结构 |
| 2.2 基于综合指数评估法的翼型优选 |
| 2.2.1 翼型分析 |
| 2.2.2 翼型评估 |
| 2.3 基于平面机构解析法的折叠机构设计 |
| 2.3.1 折叠机翼的折叠机构 |
| 2.3.2 折叠机构的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于CFD的折叠机翼气动特性仿真 |
| 3.1 计算流体力学 |
| 3.1.1 计算流体力学概述 |
| 3.1.2 CFD基本方程 |
| 3.1.3 湍流模型介绍 |
| 3.2 折叠机翼空气动力简介 |
| 3.2.1 升力 |
| 3.2.2 阻力 |
| 3.2.3 侧向力 |
| 3.3 模型前处理及数值计算 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.3.3 数值计算 |
| 3.4 计算结果及分析 |
| 3.4.1 外翼气动特性分析 |
| 3.4.2 折叠翼气动特性分析 |
| 3.4.3 折叠翼气动特性随迎角变化趋势分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于LMS Virtual.Lab Motion的折叠机翼动力学仿真 |
| 4.1 多体动力学仿真流程 |
| 4.2 折叠机构模型建立 |
| 4.3 折叠机翼动力学仿真 |
| 4.3.1 运动关系创建 |
| 4.3.2 载荷设置 |
| 4.3.3 驱动设置 |
| 4.3.4 求解器设置 |
| 4.4 动力学仿真结果分析 |
| 4.4.1 折叠机翼运动学分析 |
| 4.4.2 折叠机翼动力学分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 电作动折叠机翼控制研究 |
| 5.1 折叠机翼控制系统数学模型建立 |
| 5.1.1 无刷直流电机数学模型 |
| 5.1.2 系统机械传动模型 |
| 5.1.3 PWM逆变器数学模型 |
| 5.2 折叠机翼系统闭环控制模型设计 |
| 5.2.1 系统闭环控制模型 |
| 5.2.2 控制器的设计 |
| 5.2.3 电流环的设计 |
| 5.2.4 转速环的设计 |
| 5.2.5 位置环的设计 |
| 5.3 电机控制系统仿真建模 |
| 5.3.1 电机控制系统仿真建模 |
| 5.3.2 电机系统仿真结果及分析 |
| 5.4 折叠机翼系统位置伺服仿真建模 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 折叠机翼控制系统可靠性分析 |
| 6.1 折叠机翼控制系统的结构组成 |
| 6.2 GO法原理 |
| 6.2.1 GO法概述 |
| 6.2.2 GO法操作符和信号流 |
| 6.2.3 共有信号的定义和修正 |
| 6.3 基于GO法的折叠机翼控制系统可靠性分析 |
| 6.3.1 折叠机翼系统GO模型建立 |
| 6.3.2 系统可靠性计算 |
| 6.4 基于FTA法的折叠机翼控制系统可靠性分析 |
| 6.5 可靠性分析方法对比 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）并联机构驱动式变形翼动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国外变体飞行器研究现状 |
| 1.3 国内变体飞行器研究现状 |
| 1.4 国内外文献综述 |
| 1.5 课题的主要研究内容 |
| 第2章 并联机构驱动式变形翼动力学模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 并联机构变形翼运动学模型的建立 |
| 2.2.1 变形翼结构与变形原理 |
| 2.2.2 变形翼变形过程正运动学模型建立 |
| 2.2.3 变形翼变形过程逆运动学模型建立 |
| 2.3 变形翼结构力学模型的建立 |
| 2.3.1 变形翼受力分析与结构简化 |
| 2.3.2 变形翼超静定结构力学模型建立 |
| 2.4 变形翼空气动力学模型的建立 |
| 2.4.1 变形翼升力模型的建立 |
| 2.4.2 机翼变形过程升力模型的建立 |
| 2.4.3 翼型阻力特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 变形翼动力学特性动态仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 变形翼动态双向流固耦合仿真模型的建立 |
| 3.2.1 空气的基本特性与国际标准大气 |
| 3.2.2 机翼外流场CFD模型建立 |
| 3.2.3 变形翼有限元模型建立 |
| 3.2.4 流固耦合仿真系统建立与仿真结果 |
| 3.3 飞行速度对机翼动力学特性影响仿真研究 |
| 3.3.1 飞行速度对在高空变形的机翼动力学特性影响分析 |
| 3.3.2 变形翼亚音速飞行与超音速飞行对比分析 |
| 3.3.3 飞行速度对在海平面变形的机翼动力学特性影响分析 |
| 3.4 飞行高度对机翼动力学特性影响仿真研究 |
| 3.4.1 飞行高度对变形翼气动力影响分析 |
| 3.4.2 飞行高度对变形翼机构受力影响分析 |
| 3.5 变形速度对机翼动力学特性影响仿真研究 |
| 3.5.1 变形速度对变形翼气动力影响分析 |
| 3.5.2 变形速度对变形翼机构受力影响分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 变形翼样机研制与变形可行性验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样机研制与变形可行性验证 |
| 4.2.1 缩比原理样机设计 |
| 4.2.2 样机加工与组装调试 |
| 4.2.3 变形翼变形可行性验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（3）变质心固定翼无人机鲁棒抗扰控制问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 变质心技术研究现状 |
| 1.3 无人机控制技术研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 运动模型及动态特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 变质心无人机系统描述 |
| 2.2.1 坐标系定义及其转换 |
| 2.2.2 变质心固定翼无人机构型 |
| 2.3 变质心无人机运动模型 |
| 2.3.1 运动学模型 |
| 2.3.2 动力学模型 |
| 2.3.3 力与力矩 |
| 2.3.4 补充方程 |
| 2.4 变质心无人机动态特性分析 |
| 2.4.1 基于动力学模型的定性分析 |
| 2.4.2 基于数值仿真的定量分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 变质心无人机自抗扰控制器设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 自抗扰控制概述 |
| 3.2.1 自抗扰控制器 |
| 3.2.2 参数整定方法 |
| 3.2.3 粒子群优化算法 |
| 3.3 变质心无人机自抗扰控制器设计 |
| 3.3.1 控制系统数学模型 |
| 3.3.2 姿态控制器 |
| 3.3.3 速度控制器 |
| 3.4 自抗扰控制器仿真 |
| 3.4.1 自抗扰姿态控制器 |
| 3.4.2 自抗扰速度控制器 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于模糊/神经网络的自适应滑模控制器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 滑模控制器概述 |
| 4.2.1 普通滑模控制器 |
| 4.2.2 模糊系统 |
| 4.2.3 RBF神经网络 |
| 4.3 自适应滑模控制器设计 |
| 4.3.1 姿态控制器设计 |
| 4.3.2 速度控制器设计 |
| 4.4 自适应滑模控制器仿真 |
| 4.4.1 滑模抖振抑制效果仿真 |
| 4.4.2 系统参数摄动的情况 |
| 4.4.3 存在外部扰动的情况 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（4）一种柔性翅翼微型仿鸟扑翼机器人的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 国内外研究现状综述 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 仿鸟扑翼机器人的气动力学建模与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气动布局方案 |
| 2.3 柔性翅膀气动力建模与分析 |
| 2.3.1 翅膀拍动过程受力情况 |
| 2.3.2 柔性翅翼升推力计算 |
| 2.3.3 翅膀气动参数分析 |
| 2.4 尾翼气动力建模与分析 |
| 2.4.1 尾翼受力情况 |
| 2.4.2 尾翼气动力计算与分析 |
| 2.5 整机气动力学建模 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 仿鸟扑翼机器人的机械设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仿鸟扑翼机器人机械总体设计 |
| 3.3 仿鸟扑翼机器人机构设计 |
| 3.3.1 翅膀扑动机构设计 |
| 3.3.2 驱动减速机构设计 |
| 3.4 仿鸟扑翼机器人结构设计 |
| 3.4.1 翅膀结构设计 |
| 3.4.2 尾翼结构设计 |
| 3.4.3 机身板设计 |
| 3.4.4 机器人整机装配 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 仿鸟扑翼机器人控制器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 仿鸟扑翼机器人控制器硬件设计 |
| 4.2.1 总体方案设计 |
| 4.2.2 元器件选型及功耗计算 |
| 4.2.3 电路原理图设计 |
| 4.2.4 微型控制器PCB设计 |
| 4.3 仿鸟扑翼机器人控制器软件设计 |
| 4.3.1 传感器软件及算法 |
| 4.3.2 无线通信模块 |
| 4.3.3 电机控制 |
| 4.4 地面站上位机软件设计 |
| 4.4.1 地面信息收发装置 |
| 4.4.2 上位机软件设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 仿鸟扑翼机器人仿真与实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于Xflow的虚拟风洞气动仿真 |
| 5.2.1 仿真前期准备 |
| 5.2.2 仿真结果分析 |
| 5.3 控制器与上位机测试实验 |
| 5.3.1 控制器姿态传感器信号测试 |
| 5.3.2 上位机显示功能测试 |
| 5.4 仿鸟扑翼机器人样机试飞实验 |
| 5.4.1 样机装配 |
| 5.4.2 试飞实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）固定翼无人机与四旋翼无人机对接装置及航迹规划设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 无人机的发展 |
| 1.2.2 固定翼无人机发射方式 |
| 1.2.3 固定翼无人机回收方式 |
| 1.3 本文的主要研究工作 |
| 第二章 对接装置结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 设计要求 |
| 2.3 固定翼无人机 |
| 2.3.1 固定翼无人机参数 |
| 2.3.2 固定翼无人机起落架结构设计 |
| 2.3.3 固定翼无人机起落架轮胎选取 |
| 2.4 对接装置设计 |
| 2.4.1 对接装置设计基本要求 |
| 2.4.2 对接装置安装位置 |
| 2.4.3 对接装置结构设计 |
| 2.5 运动碰撞检测 |
| 2.6 强度校核 |
| 2.6.1 冲击载荷计算 |
| 2.6.2 仿真结果及分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 固定翼无人机对接航迹规划 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 航迹规划的必要性 |
| 3.2.1 无人机自身误差 |
| 3.2.2 全球定位系统误差 |
| 3.2.3 对接航迹规划思路 |
| 3.3 航迹规划约束条件 |
| 3.4 固定翼对接航迹规划建模 |
| 3.4.1 简化模型 |
| 3.4.2 转弯半径修正 |
| 3.4.3 校正概率修正 |
| 3.5 航迹规划算法 |
| 3.5.1 路径规划 |
| 3.5.2 航迹优化 |
| 3.6 航迹快速规划应用 |
| 3.6.1 基于RRT算法的路径规划 |
| 3.6.2 基于遗传算法的航迹优化 |
| 3.7 仿真实验结果及分析 |
| 3.7.1 简化模型 |
| 3.7.2 转弯半径修正模型 |
| 3.7.3 校正概率修正模型 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 固定翼无人机空中对接特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 无人机的动力学模型 |
| 4.2.1 坐标系的建立与转换 |
| 4.2.2 动力学及运动学方程 |
| 4.2.3 力和力矩 |
| 4.3 控制律的设计 |
| 4.3.1 俯仰姿态控制 |
| 4.3.2 高度控制 |
| 4.3.3 空速控制 |
| 4.4 固定翼无人机对接过程的仿真及结果分析 |
| 4.4.1 仿真系统 |
| 4.4.2 发射与飞行阶段仿真及结果分析 |
| 4.4.3 着陆阶段仿真仿真及结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的科研成果及发表的学术论文 |
（6）解耦式仿生扑翼机研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题研究目的与意义 |
| 1.2 国内外在扑翼飞行领域的研究现状与分析 |
| 1.2.1 国外的研究概况 |
| 1.2.2 国内的研究概况 |
| 1.2.3 对国内外研究现状的总结与简析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 飞行机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 鸟类飞行机理研究 |
| 2.2.1 鸟类翅膀的结构 |
| 2.2.2 鸟类翅膀的运动特征 |
| 2.3 扑翼飞行机理研究 |
| 2.3.1 扑翼飞行基本机理 |
| 2.3.2 扑翼飞行高升力机理 |
| 2.4 常见扑翼机构分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 解耦式扑翼机的结构设计与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 扑翼飞行对扑翼机构的要求 |
| 3.2.1 机翼的对称扑动 |
| 3.2.2 行程的限定 |
| 3.2.3 升推力克服重力 |
| 3.3 解耦式扑翼机构设计及原理分析 |
| 3.3.1 结构设计 |
| 3.3.2 原理分析 |
| 3.4 扑翼机构三维仿真实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多种飞行模式切换及实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 普通双段翼模式 |
| 4.3 单段翼模式 |
| 4.4 外翼扑动模式 |
| 4.5 多种飞行模式切换的机构实现 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 样机研制 |
| 5.1 整体方案的确定 |
| 5.2 样机参数的设定及器件选型 |
| 5.2.1 机翼材料选择 |
| 5.2.2 机身骨架材料选择 |
| 5.2.3 功率电机选择 |
| 5.2.4 电机驱动器选择 |
| 5.2.5 舵机选择 |
| 5.2.6 控制器选择 |
| 5.3 装配与飞行数据记录 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）变形翼桁架结构设计与变形特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外可变形机翼研究现状 |
| 1.2.2 国内可变形机翼研究现状 |
| 1.2.3 可变形支撑结构国内外研究现状 |
| 1.2.4 国内外在变形翼研究方面的文献综述的简析 |
| 1.3 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 可变形桁架单元的结构及尺寸参数设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 可变形平面桁架结构的方案设计 |
| 2.2.1 可变形波纹夹层板的启发 |
| 2.2.2 动物脊椎变形原理分析 |
| 2.3 基于Kagome平面的可变形桁架单元结构设计 |
| 2.3.1 主动变形桁架面的选择 |
| 2.3.2 可变形桁架单元的设计 |
| 2.4 可变形桁架单元的刚度匹配设计 |
| 2.5 可变形桁架单元的尺寸参数优化设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于可变形单元的变形翼桁架结构变形分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 上弯变形原理与变形规律分析 |
| 3.2.1 上弯变形分析 |
| 3.2.2 上弯变形角度的近似求解 |
| 3.2.3 上弯变形角度与驱动位移及驱动力的精确求解 |
| 3.2.4 桁架杆的强度校核 |
| 3.2.5 上弯变形求解结果分析 |
| 3.3 下弯变形原理与变形规律分析 |
| 3.3.1 下弯变形分析 |
| 3.3.2 下弯变形求解结果 |
| 3.4 变形翼展向弯度变形有限元仿真分析 |
| 3.5 扭转变形原理与变形角度分析 |
| 3.5.1 扭转变形求解过程分析 |
| 3.5.2 扭转变形角度求解 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 变形翼桁架结构的静力学与动力学特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 变形翼桁架结构静力学分析 |
| 4.2.1 变形翼整体刚度分析 |
| 4.2.2 变形翼负载能力分析 |
| 4.2.3 变形翼结构静力分析 |
| 4.3 变形翼桁架结构动力学分析 |
| 4.3.1 变形翼结构的模态分析 |
| 4.3.2 变形翼结构固有频率的影响因素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 变形翼桁架样机研制与试验测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 变形翼结构原理样机的设计与研制 |
| 5.2.1 变形翼结构单元设计 |
| 5.2.2 变形翼原理样机研制 |
| 5.3 变形翼结构的相关试验测试 |
| 5.3.1 变形能力测试 |
| 5.3.2 结构静刚度测试 |
| 5.3.3 负载能力测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）飞行器自动折叠尾舵结构设计及防冰性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.3 国内外折叠舵翼机构研究现状及分析 |
| 1.3.1 国外折叠舵翼机构研究现状 |
| 1.3.2 国内折叠舵翼研究现状 |
| 1.4 国内外研究现状分析 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 折叠舵整体设计 |
| 2.1 折叠舵功能要求 |
| 2.2 承载性能要求分析 |
| 2.2.1 仿真模型的前处理 |
| 2.2.2 FLUENT求解器求解 |
| 2.2.3 方向舵空气动力学仿真结果 |
| 2.3 折叠舵结构方案设计 |
| 2.3.1 折叠展开机构方案选择 |
| 2.3.2 折叠展开机构设计 |
| 2.4 折叠舵动力学分析 |
| 2.4.1 折叠舵运动分析 |
| 2.4.2 展开到位时的碰撞分析 |
| 2.4.3 承载销位置分布设计 |
| 2.5 折叠舵振动特性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 折叠舵防冰系统设计 |
| 3.1 防冰性能要求 |
| 3.1.1 防冰需求性分析 |
| 3.1.2 结冰气象设计标准 |
| 3.2 空气流场水滴运动分析 |
| 3.2.1 水滴撞击极限 |
| 3.2.2 总收集系数 |
| 3.2.3 水滴运动方程建立 |
| 3.3 流场仿真与防冰区域预估 |
| 3.4 除冰与防冰方案设计 |
| 3.4.1 电热元件的选择 |
| 3.4.2 电热除冰防冰方案设计 |
| 3.4.3 电热元件加热模式设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 折叠舵样机测试与验证试验 |
| 4.1 电热元件仿真对照实验 |
| 4.1.1 电热仿真试验设计 |
| 4.1.2 电热仿真试验结果分析 |
| 4.2 承载销静载试验 |
| 4.2.1 静载试验方案设计 |
| 4.2.2 承载销承载试验结果分析 |
| 4.3 折叠舵翼原理样机 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）变体机翼结构关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 变体飞行器的基本概念 |
| 1.3 变体飞行器发展历史及技术研究现状 |
| 1.3.1 变体飞行器概念的提出及早期发展 |
| 1.3.2 当前变体飞行器的主要研究方向 |
| 1.3.3 微/小尺度变形 |
| 1.3.4 中等尺度变形 |
| 1.3.5 大尺度变形 |
| 1.3.6 变体飞行器变形驱动系统研究 |
| 1.4 机翼变弯度后缘的一般性要求 |
| 1.5 当前研究存在的问题与挑战 |
| 1.6 本文的研究内容及结构 |
| 第二章 大变形柔性蒙皮设计研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 变弯度后缘结构设计形式 |
| 2.3 纤维增强弹性体柔性蒙皮可行性分析 |
| 2.4 纤维增强弹性体增量形式力学模型 |
| 2.4.1 基体材料的力学性能 |
| 2.4.2 碳纤维增强硅橡胶蒙皮细观力学模型 |
| 2.4.3 纤维增强弹性体的应变能密度 |
| 2.5 柔性蒙皮有限变形模型 |
| 2.6 单向变形碳纤维增强硅橡胶蒙皮试验研究 |
| 2.6.1 蒙皮样件制备后第一次加载与经历多次加载循环后的应力应变关系对比 |
| 2.6.2 样件经循环加载后的测试结果分析 |
| 2.7 基于可变现栅格结构的剪切变形蒙皮研究 |
| 2.8 可变形二维栅格支撑的剪切变形蒙皮结构制备流程 |
| 2.9 橡胶蒙皮层剪切变形实验研究 |
| 2.9.1 剪切蒙皮测试条件 |
| 2.9.2 测试结果 |
| 2.9.3 蒙皮受压褶皱分析 |
| 2.10 可变形二维栅格剪切蒙皮面内性能测试 |
| 2.10.1 测试条件 |
| 2.10.2 测试结果 |
| 2.10.3 带可变形栅格支撑结构的剪切蒙皮褶皱特性 |
| 2.10.4 有栅格与无栅格结构测试结果对比 |
| 2.11 粗纤维增强二维栅格剪切蒙皮测试 |
| 2.11.1 表面橡胶层橡胶剪切层纤维增强设计 |
| 2.11.2 粗维增强的剪切变形层制备流程 |
| 2.11.3 粗纤维增强剪切变形蒙皮变形能力测试 |
| 2.11.4 蒙皮测试结果 |
| 2.12 本章小结 |
| 第三章 用于变弯度后缘的驱动器及驱动模式 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 压电叠堆泵及直线驱动器基本特性 |
| 3.2.1 压电叠堆泵及直线驱动器的设计原理与结构实现 |
| 3.2.2 压电叠堆泵直线驱动器设计 |
| 3.2.3 压电泵执行驱动器性能测试 |
| 3.3 双程形状记忆合金丝驱动器 |
| 3.3.1 双程形状记忆合金介绍 |
| 3.3.2 双程形状记忆合金丝实验测试 |
| 3.4 双程形状记忆合金条带驱动器 |
| 3.4.1 SMA条带双程记忆效应训练 |
| 3.4.2 SMA板材基本性能 |
| 3.4.3 SMA二维条带鼓包变形测试 |
| 3.5 适用于不同机翼翼载的变形驱动方式 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 面向低翼载飞机的主动柔性后缘结构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于分布柔顺设计原理的主动柔性后缘结构设计 |
| 4.2.1 设计原理 |
| 4.2.2 单点驱动变形模式 |
| 4.2.3 多滑轮组驱动变形模式 |
| 4.2.4 主动柔性后缘变形定义 |
| 4.3 主动柔性后缘蒙皮材料选择 |
| 4.4 后缘蒙皮变形力学模型 |
| 4.5 基于伪刚体模型的单点驱动主动柔性后缘结构优化 |
| 4.5.1 3R伪刚体模型 |
| 4.5.2 基于3R伪刚体模型的主动柔性后缘建模 |
| 4.5.3 伪刚体模型可靠性验证 |
| 4.5.4 基于伪刚体模型的后缘结构优化 |
| 4.6 单点驱动主动柔性后缘结构设计及有限元仿真 |
| 4.7 基于压电叠堆泵的变弯度后缘结构 |
| 4.8 单点模式驱动效率分析 |
| 4.8.1 模型参数与仿真条件 |
| 4.8.2 作动器安装位置对受力的影响(DOE分析) |
| 4.9 多滑轮组驱动主动柔性后缘研究 |
| 4.9.1 多滑轮组驱动后缘模型受力模型 |
| 4.9.2 多滑轮组驱动后缘承载能力优化 |
| 4.10 主动柔性后缘实验测试 |
| 4.10.1 测试平台介绍 |
| 4.10.2 主动柔性后缘驱动力-变形关系测试 |
| 4.10.3 主动柔性后缘负载能力测试 |
| 4.10.4 使用双程记忆合金丝驱动器的后缘变形测试 |
| 4.11 主动柔性后缘气动特性仿真 |
| 4.11.1 仿真/优化流程 |
| 4.11.2 变弯度后缘自适应机翼气动性能仿真 |
| 4.12 采用主动柔性后缘的有限翼展机翼研究 |
| 4.12.1 研究对象参数 |
| 4.12.2 研究方法 |
| 4.12.3 巡航状态升力系数确定 |
| 4.12.4 三维机翼环量分布为椭圆规律时,机翼展向任意截面的升力系数 |
| 4.12.5 巡航速度为45m/s时的优化结果 |
| 4.13 本章小结 |
| 第五章 面向高翼载飞机的主动柔性后缘设计与仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 变弯度后缘结构设计 |
| 5.3 后缘变形驱动比定义 |
| 5.4 主动柔性后缘运动学特性分析 |
| 5.4.1 结构设计可行性验证 |
| 5.5 气动特性分析平台 |
| 5.5.1 主动柔性后缘CFD仿真计算平台 |
| 5.5.2 CFD仿真可靠性验证 |
| 5.6 主动柔性后缘气动仿真 |
| 5.6.1 驱动比R对气动特性的影响(Ma=0.6) |
| 5.6.2 后缘偏转位移对气动特性的影响(Ma=0.6) |
| 5.6.3 攻角对气动特性的影响(Ma=0.6) |
| 5.6.4 驱动比R对气动特性的影响(Ma=0.73) |
| 5.6.5 后缘偏转对气动特性的影响(Ma=0.73) |
| 5.6.6 攻角对气动特性的影响(Ma=0.73) |
| 5.7 后缘变形后气动力对结构的影响 |
| 5.7.1 气动载荷对后缘变形驱动转矩的影响 |
| 5.7.2 气动载荷对蒙皮结构的影响 |
| 5.8 气动优化 |
| 5.9 使用ACTE后缘的有限翼展机翼仿真结果 |
| 5.10 本章小结 |
| 第六章 自适应鼓包用于改善高亚音速状态下变弯度后缘气动特性的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 自适应鼓包减阻机理与SMA鼓包结构概念设计 |
| 6.2.1 鼓包减阻机理分析 |
| 6.2.2 自适应鼓包设计(SMA)理论与仿真验证 |
| 6.3 鼓包参数设计及气动特性仿真优化平台搭建 |
| 6.3.1 NURBS鼓包曲线造型 |
| 6.3.2 NRUBS鼓包构型优化方法 |
| 6.4 鼓包对RAE2822 气动特性的影响 |
| 6.4.1 鼓包位置对RAE2822 翼型减阻效果的影响 |
| 6.4.2 不同攻角下鼓包的减阻效果 |
| 6.4.3 优化结果在非设计点的气动特性 |
| 6.4.4 使用自适应鼓包的必要性 |
| 6.5 ACTE与 ASCB的联合应用 |
| 6.5.1 NURBS鼓包曲线建模改进 |
| 6.5.2 主动柔性后缘(ACTE)自适应机翼鼓包位置选择 |
| 6.5.3 带鼓包的自适应机翼优化研究 |
| 6.5.4 优化结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要工作总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目情况 |
（10）小型共轴双旋翼飞行器设计、建模与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 小型共轴双旋翼飞行器研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 小型共轴双旋翼飞行器中的关键技术 |
| 1.3.1 飞行器系统设计 |
| 1.3.2 动力学建模 |
| 1.3.3 飞行控制方法 |
| 1.4 本文研究内容与章节安排 |
| 第二章 小型共轴双旋翼飞行器总体方案设计研究 |
| 2.1 小型共轴双旋翼飞行器系统方案分析 |
| 2.1.1 小型共轴双旋翼飞行器需求分析 |
| 2.1.2 小型共轴双旋翼飞行器任务使命要求 |
| 2.1.3 小型共轴双旋翼飞行器作战流程及任务规划研究 |
| 2.1.4 小型共轴双旋翼飞行器所具备的基本作战功能 |
| 2.1.5 小型共轴双旋翼飞行器系统组成 |
| 2.1.6 小型共轴双旋翼飞行器基本战术技术要求 |
| 2.2 飞行器结构组成与布局方案研究 |
| 2.2.1 小型旋翼飞行器结构系统功能分解 |
| 2.2.2 总体布局方案设计研究 |
| 2.3 飞行器结构系统组成 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 小型共轴双旋翼飞行器原理样机设计与试验研究 |
| 3.1 分系统设计 |
| 3.1.1 机身设计 |
| 3.1.2 旋翼系统设计 |
| 3.1.3 操纵机构设计 |
| 3.1.4 传动机构设计 |
| 3.1.5 总体结构及分析 |
| 3.2 结构静力学分析 |
| 3.2.1 单元类型选择及模型建立 |
| 3.2.2 划分网格 |
| 3.2.3 求解及结果 |
| 3.3 模态分析 |
| 3.4 原理样机实验 |
| 3.4.1 原理样机平台 |
| 3.4.2 实验目的 |
| 3.4.3 实验科目 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 共轴双旋翼飞行器整机动力学建模 |
| 4.1 坐标系与坐标变换 |
| 4.1.1 坐标系选取 |
| 4.1.2 坐标变换 |
| 4.2 旋翼飞行器运动方程 |
| 4.3 旋翼系统建模 |
| 4.3.1 诱导入流模型 |
| 4.3.2 挥舞模型 |
| 4.3.3 旋翼气动力模型 |
| 4.4 操纵机构模型 |
| 4.4.1 操纵机构工作原理 |
| 4.4.2 基于虚拟平台的联合仿真建模方法 |
| 4.4.3 操纵机构运动学建模 |
| 4.5 机身气动力模型 |
| 4.6 整机动力学模型 |
| 4.7 实验与仿真 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 小型共轴双旋翼飞行器控制器设计研究 |
| 5.1 模型线性化 |
| 5.1.1 模型配平计算及模型线性化 |
| 5.1.2 线性化模型分析 |
| 5.2 模型控制器设计 |
| 5.2.1 飞行控制系统基本结构 |
| 5.2.2 姿态控制系统设计 |
| 5.2.3 轨迹控制系统设计 |
| 5.3 控制系统仿真试验 |
| 5.3.1 仿真模型建立 |
| 5.3.2 向心回转飞行仿真与分析 |
| 5.4 小结 |
| 全文总结与展望 |
| 总结 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
四、小型飞行器机动翼面的展开锁定机构设计（论文参考文献）
- [1]电作动折叠机翼设计仿真及控制研究[D]. 初雨田. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]并联机构驱动式变形翼动力学特性研究[D]. 曹广宇. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]变质心固定翼无人机鲁棒抗扰控制问题研究[D]. 邱潇颀. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [4]一种柔性翅翼微型仿鸟扑翼机器人的研究[D]. 冯雷. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]固定翼无人机与四旋翼无人机对接装置及航迹规划设计[D]. 于淼. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [6]解耦式仿生扑翼机研究[D]. 杨颖. 广西大学, 2019(03)
- [7]变形翼桁架结构设计与变形特性分析[D]. 吕正洋. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [8]飞行器自动折叠尾舵结构设计及防冰性能分析[D]. 梁潇. 哈尔滨工业大学, 2018(02)
- [9]变体机翼结构关键技术研究[D]. 聂瑞. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [10]小型共轴双旋翼飞行器设计、建模与控制研究[D]. 王旭. 北京理工大学, 2018(07)