扑翼/扑旋翼微型飞行器系统建模与控制方法研究进展
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作者:
作者单位:

北京理工大学空天科学与技术学院,北京 100081

作者简介:

贺媛媛,女,博士,教授,主要从事飞行器总体设计和新概念仿生扑旋翼飞行器研究,主持国家自然科学基金项目3项、科技部重点研发子课题1项以及多项纵向课题。

通讯作者:

贺媛媛,E-mail:appleyuanyuan@bit.edu.cn。

中图分类号:

V211.5

基金项目:

国家自然科学基金(52572395)。


Research Progress on Modeling and Control Methods of Flapping-Wing/Flapping-Wing Rotor Micro Air Vehicle Systems
Author:
Affiliation:

School of Aerospace Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081, China

Fund Project:

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    摘要:

    扑翼飞行器通过模仿昆虫及鸟类的扑翼运动,在低雷诺数环境下具有优异的气动效率和机动性。而扑旋翼飞行器在扑翼运动的基础上实现了机翼的被动旋转运动,具备更好的悬停及垂直起降能力,是近些年新兴的研究热点。本文系统综述了扑翼微型飞行器(Flapping-wing micro air vehicles, FWMAVs)及扑旋翼微型飞行器(Flapping-wing rotor micro air vehicles, FWRMAVs)在系统建模与控制方法方面近几年的研究进展,分析了仿昆虫扑翼飞行机理中的非定常空气动力学理论,并探讨了已有的基于仿昆虫的FWMAVs及FWRMAVs系统建模及控制方法。最后,提出了目前FWMAVs在飞行动力学和控制方法上面临的柔性翼气动力建模和非定常扰动抑制等问题,分析了FWRMAVs缺乏对其飞行动力学特性和主动姿态控制等方面研究的问题,同时本文对该领域未来进一步的研究做出了展望。

    Abstract:

    Flapping-wing vehicles, inspired by the wing kinematics of insects and birds, exhibit remarkable aerodynamic efficiency and maneuverability under low-Reynolds-number regimes. In contrast, flapping-wing rotor vehicles, an emerging research frontier in recent years, integrate passive rotational motion with flapping actuation, enabling enhanced hovering and vertical take-off/landing capabilities. It presents a systematic review of recent advancements in system modeling and control methodologies for flapping-wing micro air vehicles (FWMAVs) and flapping-wing rotor micro air vehicles (FWRMAVs). It delves into the unsteady aerodynamic theories underlying the insect-inspired flapping-wing flight mechanism, and further explores the existing system modeling and control approaches tailored to insect-inspired FWMAVs and FWRMAVs. Finally, this review addresses current challenges in FWMAVs dynamics and control methodologies, including aerodynamic modeling of flexible wings and suppression of unsteady disturbances. It further highlights the insufficient research on flight dynamic characteristics and active attitude control of FWRMAVs, thereby outlining prospects for future investigations.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

贺媛媛,霍津锋,李傲,杨巧娅,刘海旭.扑翼/扑旋翼微型飞行器系统建模与控制方法研究进展[J].南京航空航天大学学报,2025,57(6):1046-1060

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  • 收稿日期:2025-03-25
  • 最后修改日期:2025-11-30
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  • 在线发布日期: 2025-12-18
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