考虑运动副间隙的翅翼机构周期运动及其稳定性研究

摘要

微扑翼飞行器由于在军事和民用领域都有广泛的用途，对它的研究也引起了人们越来越多的关注。作为其主要部件之一的翅翼机构，其动态性能对微扑翼飞行器的飞行和稳定性将会产生直接的影响。 目前关于翅翼机构的周期运动及其稳定性研究的公开报道还比较少。针对这种现状，本文主要研究了翅翼机构周期运动及其稳定性问题。 本文的主要研究工作包括利用二状态模型建立含间隙翅翼机构的动力学方程，并进行了动态仿真，利用Floquet-Lyapunov法对翅翼机构周期运动的稳定性进行了分析。 本文重点研究了翅翼机构的间隙变化、拍打频率变化和摩擦系数变化对机构的周期解及其稳定性的影响。研究结果表明：间隙的大小和拍打频率的变化会对周期运动的稳定性产生一定影响；而摩擦系数的大小对周期运动稳定性影响不大。 由于间隙大小对周期解及其稳定性的影响较大，本文确定了出了周期运动稳定条件下间隙的取值范围。 本论文的动力学建模、仿真等所有研究工作是利用MATLAB和VisualBasic软件完成的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引 论

1.1研究背景与研究意义

1.2相关问题的研究现状

1.2.1翅翼连杆机构研究现状

1.2.2考虑运动副间隙连杆机构的动力学问题研究现状

1.3本文的主要内容

第2章基本方法与理论介绍

2.1引言

2.2翅翼机构气动力分析方法

2.2.1升力分析方法

2.2.2前进力分析

2.3周期运动及其求解方法

2.3.1非线性系统运动的基本形式

2.3.2龙格—库塔法简介

2.4稳定性分析的相关理论和方法

2.4.1不动点稳定性判定的基本方法

2.4.2周期运动稳定性判定的F1oquet—Lyapunov法

2.5混沌及其判定

2.5.1混沌定义及其特征

2.5.2混沌的判定

2.6本章小结

第3章含运动副间隙翅翼机构的动力学方程及周期运动的求解

3.1引言

3.2翅翼机构基本参数

3.3气动力参数确定

3.4含运动副间隙翅翼机构的动力学方程式

3.4.1无运动副间隙翅翼机构动力学方程

3.4.2考虑运动副间隙对无间隙动力学方程的修正

3.4.3仿真分析及讨论

3.5本章小结

第4章含运动副间隙翅翼机构周期运动稳定性的研究

4.1引言

4.2 Floquet-LyapunoV法对周期运动稳定性的分析

4.3运动副大小对翅翼机构稳定性的影响

4.4拍打频率对周期运动稳定性的影响

4.5摩擦系数对周期运动稳定性的影响

4.6本章小结

结 论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文