壓電撲翼微型飛行器翅翼撲動檢測技術(shù)研究.pdf

1、微型飛行器與傳統(tǒng)飛行器相比具有體積小、重量輕等優(yōu)勢，成為了國際上研究的主流方向。微型飛行器主要分為固定翼、旋翼和撲翼。其中微型撲翼飛行具有靈活性、隱蔽性、推進(jìn)效率高等優(yōu)勢。基于壓電驅(qū)動的微型撲翼飛行器是一種新型驅(qū)動方式的飛行器，驅(qū)動器直接作用于翅翼，減少了能量傳遞損失。在對撲翼飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，翅翼是最為關(guān)鍵的部位。通過對翅翼的撲動檢測，能夠判斷設(shè)計的飛行器性能優(yōu)劣，為進(jìn)一步的優(yōu)化做好準(zhǔn)備。
　　首先，介紹了課題組設(shè)計的翅翼結(jié)構(gòu)

2、，是一種仿蜻蜓式翅翼。對其進(jìn)行仿真分析，得到了翅翼的撲動頻率和撲動位移等基本情況，并仿真分析了兩者對升力系數(shù)的影響，確定了翅翼撲動位移和頻率作為檢測目標(biāo)。
　　其次，論文提出了光學(xué)自準(zhǔn)直法和激光三角法兩種不同思路的檢測方法，對兩者進(jìn)行了相關(guān)分析，著重對斜射式三角法的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了數(shù)值仿真分析，確定了基于斜射式激光三角法的檢測方案。
　　在此基礎(chǔ)上，對檢測方案進(jìn)行總體設(shè)計，提出了檢測指標(biāo)。進(jìn)行了檢測方案的光路結(jié)構(gòu)計算，確定了入

3、射光程長、入射角、物距和像距的大小。對關(guān)鍵器件進(jìn)行選型，設(shè)計了由光源、成像透鏡和光電探測器搭建而成的檢測實驗平臺。
　　再次，利用 LabVIEW設(shè)計了檢測系統(tǒng)的軟件界面，實現(xiàn)了 PSD電壓信號和光斑位置信號的采集、處理及存儲。得到了具有實時動態(tài)顯示光斑位置的操作界面，為后續(xù)的翅翼撲動檢測實驗提供了軟件平臺。
　　最后對檢測實驗平臺產(chǎn)生誤差的因素進(jìn)行分析，主要分析了環(huán)境因素、器件性能和被測物體表面特性對檢測平臺的影響，并提出