"仿生蝴蝶机器人研究：质量移动机构的飞行特性与气动参数测量方法"
仿生蝴蝶机器人的发展为研究飞行生物的飞行机理提供了一种新的解决方案。本研究设计了一个仿生机器人蝴蝶转向通过质量转移机构命名为USTButterfly-II，并研究其飞行特性，使用光学跟踪设备。一个平面四-采用连杆机构驱动所设计的仿蝴蝶型人工翅膀拍动。提出了一种基于质量块移动机构的无尾转向控制方法。利用多摄像机运动捕捉系统测量了USTButterfly-Ⅱ的机翼运动学和运动轨迹，并确定了其瞬时净升力系数和推力系数等难以测量的扑翼气动参数。
本研究的主要贡献在于：（1）设计了一种新的仿生蝴蝶机器人USTButterfly-II，采用电机和平面四连杆机构驱动，进行周期性的扑翼运动，扑翼振幅超过80赫兹，扑翼频率为5赫兹，接近生物蝴蝶的扑翼特性。（2）提出了一种基于质量块移动机构的无尾转向控制方法，实现了机器蝴蝶的自由控制飞行能力。（3）利用多摄像机运动捕捉系统测量了USTButterfly-Ⅱ的机翼运动学和运动轨迹，并确定了其瞬时净升力系数和推力系数等难以测量的扑翼气动参数。
本研究的结果为机器蝴蝶的设计和改进提供了有效的数据支持，并为生物蝴蝶飞行机制的研究提供了一个新的实验框架。
知识点：
1. 仿生蝴蝶机器人的概念和特点
仿生蝴蝶机器人是一种新的飞行机器人，模拟生物蝴蝶的飞行机理，具有自适应飞行能力和高速飞行能力。
2. 仿生蝴蝶机器人的设计和制造
仿生蝴蝶机器人的设计和制造需要考虑到机器人的结构、材料、驱动系统和控制系统等方面。
3. 质量移动机构的概念和应用
质量移动机构是一种新的机器人机构，用于实现机器蝴蝶的自由控制飞行能力。
4. 无尾转向控制方法
无尾转向控制方法是指通过调整质量移位机构的位置来完成机器蝴蝶的转向控制。
5. 多摄像机运动捕捉系统的应用
多摄像机运动捕捉系统是一种新的测量方法，用于测量机器蝴蝶的机翼运动学和运动轨迹。
6. 扑翼气动参数的测量
扑翼气动参数是指机器蝴蝶飞行中的一些难以测量的气动参数，例如瞬时净升力系数和推力系数等。
7. 仿生蝴蝶机器人的应用前景
仿生蝴蝶机器人的应用前景广阔，例如在搜索救援、环境监测、农业监测等领域都有着广泛的应用前景。
2025-11-19 16:00:43
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考虑高超声速飞行器飞行过程中气动参数变动导致的不确定,将模糊控制与二阶滑模控制相结合,形成自适应模糊二阶滑模控制器,用于控制高超声速飞行器姿态的飞行系统中.依据奇异摄动理论,设计快速和慢速双闭环系统控制角速率和姿态角.设计二阶滑模控制器用于有效地衰减抖振,同时对姿态角指令实现准确和快速跟踪.采用自适应模糊逻辑逼近高超声速飞行器动力学和运动学模型中的不确定部分,以对控制器进行有效补偿,基于Lyapunov稳定性理论,推导模糊规则参数的自适应律,确保整个闭环控制系统的稳定.仿真结果表明,所提出的高超声速飞行器的自适应模糊滑模控制系统能够有效抑制气动参数摄动的影响,对姿态角指令有较好的跟踪性能.
2023-01-16 15:12:43
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