| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-29页 |
| 1.1 引言 | 第13页 |
| 1.2 研究背景和意义 | 第13-15页 |
| 1.2.1 微型扑翼飞行器的研究背景 | 第13-14页 |
| 1.2.2 微型扑翼飞行器的用途 | 第14-15页 |
| 1.3 微型扑翼飞行器风洞实验的特点 | 第15-17页 |
| 1.4 微型扑翼飞行器风洞实验技术的发展现状 | 第17-24页 |
| 1.4.1 早期的扑翼风洞实验 | 第17-19页 |
| 1.4.2 现代微型扑翼飞行器的风洞实验 | 第19-24页 |
| 1.5 微型扑翼飞行器风洞实验的要求 | 第24-25页 |
| 1.6 本文的主要研究内容 | 第25-27页 |
| 1.7 本文的主要创新点 | 第27-29页 |
| 第二章 基于高精度变幅扑动机构的扑翼风洞实验硬件环境的建立 | 第29-59页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 微型扑翼飞行器风洞实验的硬件需求 | 第29-30页 |
| 2.3 高精度变幅扑动机构的设计与实现 | 第30-38页 |
| 2.3.1 实验用扑动机构的要求 | 第30页 |
| 2.3.2 直流无刷电机驱动的扑动机构 | 第30-31页 |
| 2.3.3 高精度变幅扑动机构 | 第31-35页 |
| 2.3.4 具有被动变幅功能的扑动机构 | 第35-36页 |
| 2.3.5 扑动机构的控制方法 | 第36-38页 |
| 2.4 扑动参数的测量与实现方法 | 第38-44页 |
| 2.4.1 能量特性的测量方法 | 第38-39页 |
| 2.4.2 扑动规律的测量方法 | 第39-41页 |
| 2.4.3 翼根扑动转矩的测量方法 | 第41-44页 |
| 2.5 实验风洞的选择及其它参数的测量方法 | 第44-50页 |
| 2.5.1 实验风洞的选择 | 第44-46页 |
| 2.5.2 测力天平的选择 | 第46-48页 |
| 2.5.3 环境参数的测量方法 | 第48-50页 |
| 2.6 基于C-RIO实时系统的测控中心的建立 | 第50-55页 |
| 2.7 微型扑翼飞行器风洞实验系统的硬件环境集成 | 第55-57页 |
| 2.8 小结 | 第57-59页 |
| 第三章 基于虚拟仪器的扑翼风洞实验软件环境的建立 | 第59-81页 |
| 3.1 引言 | 第59页 |
| 3.2 基于虚拟仪器的软件编译环境 | 第59-60页 |
| 3.3 基于FPGA的扑翼风洞实验软件系统的架构 | 第60-61页 |
| 3.4 FPGA的程序设计 | 第61-62页 |
| 3.4.1 采样模式的选择 | 第61页 |
| 3.4.2 程序设计 | 第61-62页 |
| 3.5 FPGA与C-RIO之间的数据通信设计 | 第62-64页 |
| 3.6 C-RIO实时系统的程序设计 | 第64-68页 |
| 3.6.1 驱动电机的控制流程 | 第64-66页 |
| 3.6.2 驱动电机的控制程序设计 | 第66-68页 |
| 3.7 C-RIO与上位机之间的数据通信设计 | 第68-70页 |
| 3.8 上位机的主程序设计 | 第70-77页 |
| 3.8.1 天平校准文件的读取 | 第70-71页 |
| 3.8.2 采集数据的实时处理计算 | 第71-73页 |
| 3.8.3 大量数据的实时界面显示 | 第73-75页 |
| 3.8.4 数据的记录与存储 | 第75-77页 |
| 3.8.5 天平的应急保护程序 | 第77页 |
| 3.9 测控软件的综合集成 | 第77-80页 |
| 3.9.1 软件的运行流程 | 第77-78页 |
| 3.9.2 构建FPGA项目管理器 | 第78-79页 |
| 3.9.3 人机交互界面的布置与设计 | 第79-80页 |
| 3.10 小结 | 第80-81页 |
| 第四章 扑翼风洞实验的数据处理方法及系统性能测试 | 第81-111页 |
| 4.1 引言 | 第81页 |
| 4.2 扑翼的风洞实验设计 | 第81-82页 |
| 4.3 扑翼风洞实验的数据处理方法 | 第82-90页 |
| 4.3.1 数据滤波 | 第82-84页 |
| 4.3.2 惯性力与气动力的分离 | 第84-88页 |
| 4.3.3 轴系换算 | 第88-89页 |
| 4.3.4 扑动翼输入功率的计算 | 第89-90页 |
| 4.4 扑翼风洞实验测控系统的性能测试 | 第90-110页 |
| 4.4.1 系统性能的评价标准 | 第90-91页 |
| 4.4.2 天平的零点漂移测试 | 第91-93页 |
| 4.4.3 天平的静态加载实验 | 第93-96页 |
| 4.4.4 基于固定翼风洞模型的静态测试 | 第96-99页 |
| 4.4.5 基于交变载荷的天平动态测试 | 第99-105页 |
| 4.4.6 其它传感器的校准与误差分析 | 第105-110页 |
| 4.5 小结 | 第110-111页 |
| 第五章 某型扑动/滑翔微型飞行器气动特性的实验研究 | 第111-129页 |
| 5.1 引言 | 第111页 |
| 5.2 实验设计 | 第111-112页 |
| 5.2.1 扑动翼模型 | 第111页 |
| 5.2.2 硬件设备 | 第111-112页 |
| 5.2.3 实验状态设置 | 第112页 |
| 5.3 实验方法 | 第112-114页 |
| 5.3.1 模型的安装 | 第112-113页 |
| 5.3.2 实验方法 | 第113页 |
| 5.3.3 实验步骤 | 第113-114页 |
| 5.4 数据处理 | 第114页 |
| 5.5 实验结果 | 第114-127页 |
| 5.5.1 扑翼在滑翔状态下的气动特性 | 第114-117页 |
| 5.5.2 扑翼气动力/矩的周期性特性 | 第117-118页 |
| 5.5.3 迎角的影响 | 第118-120页 |
| 5.5.4 风速的影响 | 第120-121页 |
| 5.5.5 扑动幅度的影响 | 第121-123页 |
| 5.5.6 扑动频率的影响 | 第123-124页 |
| 5.5.7 扑翼的功率特性研究 | 第124-126页 |
| 5.5.8 扑动翼在扑动状态下的气动与能量特性研究小结 | 第126-127页 |
| 5.6 小结 | 第127-129页 |
| 第六章 扑动翼的变形测量方法研究 | 第129-157页 |
| 6.1 引言 | 第129页 |
| 6.2 基于高速摄像系统的变形测量方法 | 第129-138页 |
| 6.2.1 测量原理 | 第129-130页 |
| 6.2.2 系统组成 | 第130-133页 |
| 6.2.3 扑动翼变形测量实验 | 第133-138页 |
| 6.3 基于双光路间歇摄像的变形测量方法 | 第138-149页 |
| 6.3.1 测量原理 | 第139-141页 |
| 6.3.2 系统组成与测量方法 | 第141-143页 |
| 6.3.3 变形测量系统的准确度测试 | 第143-145页 |
| 6.3.4 扑动翼变形测量实验 | 第145-149页 |
| 6.4 扑动翼变形测量的其它方法探究 | 第149-155页 |
| 6.4.1 实验目的 | 第150页 |
| 6.4.2 实验模型与实验方法 | 第150-151页 |
| 6.4.3 惯性力去除 | 第151-153页 |
| 6.4.4 实验结果 | 第153-155页 |
| 6.5 小结 | 第155-157页 |
| 第七章 微型扑翼飞行器实验方法的完善与探索 | 第157-169页 |
| 7.1 引言 | 第157页 |
| 7.2 移动式实验平台的建立 | 第157-162页 |
| 7.2.1 移动实验平台的意义 | 第157-158页 |
| 7.2.2 移动实验平台的方案选择 | 第158-161页 |
| 7.2.3 滑轨式移动实验平台的原理设计 | 第161-162页 |
| 7.3 两自由度姿态控制台 | 第162-168页 |
| 7.3.1 两自由度姿态控制台的意义 | 第162-163页 |
| 7.3.2 控制台的系统组成 | 第163页 |
| 7.3.3 驱动单元设计及工作原理 | 第163-165页 |
| 7.3.4 运动机构设计及工作原理 | 第165-167页 |
| 7.3.5 测控系统的设计 | 第167-168页 |
| 7.4 小结 | 第168-169页 |
| 第八章 总结与展望 | 第169-171页 |
| 8.1 论文工作总结 | 第169-170页 |
| 8.2 未来研究展望 | 第170-171页 |
| 参考文献 | 第171-181页 |
| 致谢 | 第181-183页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和科研获奖情况 | 第183-185页 |
