摘要：无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)的应用场景的多样化及复杂化对飞行器的功能、性能、安全性提出了新的挑战。提出一种兼具垂直起降、空中悬停和高速飞行能力且安全性更高的新型单涵道式飞行器整体设计,分析并推导飞行器的动力学方程以降低系统的耦合性。为了提高系统的实时性与鲁棒性,在飞行器软件系统中移植UCOSⅢ,并基于双闭环比例微分积分(proportion integral derivative,PID)算法设计其姿态控制器。通过Unity3D和C#编写兼具模拟飞行的地面站程序实现多平台控制,最终完成飞行器样机的总体设计且通过试飞实验验证其飞行性能。研究成果对单涵道飞行器的实际工程应用具有重要的借鉴意义。

摘要：高超声速飞行器处于高空高速飞行环境,表面气动加热现象十分严重。有效预测并降低飞行器的表面温度,对防热材料和结构提出要求是高超声速飞行器设计的一个关键问题。采用三维N-S方程、Mac-Cormack中心差分格式对类乘波体构型的高超声速飞行器全机气动加热进行了数值研究。分析了不同马赫数来流对气动加热的影响。研究结果表明,采用的数值计算方法能够较清晰地预测类乘波体高超声速飞行器全机气动加热温度分布情况,所得结果可为高超声速飞行器的防热材料选取和热防护系统设计提供参考。

摘要：动力学模型是机器海豚研究的一个重点和难点。基于胸鳍/尾鳍协同推进模式,采用"叶片单元法"建立2自由度胸鳍动力学模型,根据伯努利原理和大展弦比机翼平衡理论提出尾鳍动力学模型。通过MATLAB进行数值仿真,获取胸鳍、尾鳍的运动规律和不同模式下的游动速度;进一步分析机器海豚的游动模式和运动参数对直游性能的影响,为机器海豚的设计提供理论依据。该研究有助于进一步认识和研究海豚的运动机理,从而提高机器海豚的游动性能。

摘要：传统无人机多为四旋翼无人机和固定翼无人机,现设计一种小型可倾转旋翼无人机,可实现垂直起降与悬停,并能在空中高速巡航。建立该无人机的动力学模型,对该无人机的旋翼飞行模式,设计了基于滑模控制(Sliding Mode Control)的姿态控制器和位置控制器,并通过Matlab仿真和传统的PID算法进行比较验证。仿真结果表明:基于滑模鲁棒控制的无人机,其姿态收敛过程和位置收敛过程都远快于传统控制方法。

摘要：市面上吸尘器分为干式和湿式吸尘器。湿式中的分离器起着对细微颗粒进行分离作用,以某款湿式吸尘器为例,参考磨煤机分离器,对分离器进行设计。以isight软件作为优化平台集成fluent软件搭建分离效率多目标优化设计流程。通过拉丁超立方实验设计方法得到数据样本点,随后建立近似模型,结合遗传算法对几何参数进行多目标优化。在优化后的pareto解集中选择一组合适的解,并与另外两种叶片形态的分离器进行仿真对比分析,得出该解的参数为最优解。

摘要：目前的仿生机器海豚普遍机动性和灵活度较低,故本文提出了一种基于STM32的多自由度高机动性仿生机器海豚。采用了较低成本的大扭矩电机作为主动力,其连续旋转通过曲柄滑块机构带动尾鳍的上下拍动,头部和胸鳍总共拥有六个自由度,能够实现左右转向和上浮下潜等动作。控制系统采用上下位机联合控制的方案,具有实时监测、三维动态显示、数据图形化显示等功能,且下位机能够实现姿态控制、简单的声纳避障功能。同时具备低成本、多自由度等优点。经过软硬件调试后,在水下游动测试效果良好。