摘要：近十年来,研究人员从飞行生物的飞行机理着手分析,对扑翼飞行机器人的姿态控制、位置控制设计以及系统稳定性分析展开了深入研究,基于鲁棒控制、神经网络等技术,提出了诸多控制方法实现扑翼飞行机器人的自主飞行,其中,姿态控制通过自适应等控制器并结合线性化方法来实现,位置控制则通过搭建层级架构的控制器等方法来完成,并通过设计扰动观测器等来处理系统的不确定性,以提高系统稳定性能.通过对相关研究工作进行总结,可以看出目前扑翼飞行机器人的飞行控制研究仍大多处于理论阶段,还需要进一步结合工程应用中的实际需求,推进扑翼飞行机器人的应用与推广.最后,探讨了扑翼飞行机器人飞行控制未来的研究方向.

摘要：仿生扑翼飞行器作为一种新型的飞行器,具有噪声小、隐蔽性好、机动性强、能量利用效率高等优势,在民用和军用领域具有广阔的应用前景.仿生扑翼飞行器的自主飞行能力是高效执行飞行任务的关键.目前,国内外飞行器的自主飞行研究已经取得了一些成果,然而鲜有以仿生扑翼飞行器为载体的研究.仿生扑翼飞行器特有的驱动结构给自主飞行控制研究带来了较大的挑战.本文以仿猎鹰扑翼飞行器作为研究平台设计了自主飞行控制系统.由于仿猎鹰扑翼飞行器的负载较小,本文采用了重量较轻的STM32微型计算平台作为主控芯片设计了硬件系统.由于微型计算平台的算力有限,本文综合考虑制导精度和运算速度,提出了一种线性/非线性切换制导算法,并通过仿真实验与线性制导、非线性制导算法进行了对比,证明了其更加适合于仿猎鹰扑翼飞行器.考虑到仿猎鹰扑翼飞行器的机构滞后问题,对其滚转角和高度设计了一个串级PID控制器.结合面向仿猎鹰扑翼飞行器的地面站软件,最终实现了基于仿猎鹰扑翼飞行器的自主定高圆弧轨迹跟踪任务.

摘要：随着化石能源的日渐枯竭,海洋热能转换系统(Ocean thermal energy conversion, OTEC)是可以利用海水间的温差将清洁、可再生的海洋能转换为电能的能源系统,关于该系统的研究已引起了越来越多的关注与研究.在工作过程中,浮式海浪温差发电系统中用于传输深层低温海水的管道会受到外界环境的影响产生振动,而这些振动会直接影响系统的性能.本文将研究该柔性系统的振动控制问题,首先,建立用一个偏微分方程和一组常微分方程组成的模型来描述OTEC系统的动力学特性,并直接基于系统的动力学模型设计主动的边界控制器以及边界扰动观测器,从而消除外界扰动的影响,以及减少OTEC系统中柔性管道的横向形变,抑制系统的振动.此外,本文还考虑了OTEC系统中存在的输出约束问题,并且在所设计边界控制律的作用下,从理论上证明OTEC系统的稳定性,保证OTEC系统中的柔性管道的形变量最终收敛于平衡点附近以及浮式平台固定在初始位置附近.最后,通过选择合适的控制参数来对OTEC系统进行数字仿真,利用所得到的仿真结果验证了所设计控制律的有效性.