35、航空尾翼与移动机器人控制技术研究

航空尾翼与移动机器人控制技术研究

1. 三维自由度尾翼的研究

1.1 尾翼设计与研究重点

介绍了一种具备辅助飞行器飞行控制能力的三维自由度（3 - DOF）尾翼。该设计灵感来源于部分鸟类通过摆动尾巴来控制飞行的方式。研究聚焦于对该系统进行实验空气动力学分析，以确定空气动力学系数以及它们与尾翼姿态变化之间的关系。

1.2 实验方法与数据处理

• 传感器变换 ：运用扩展向量对六轴力传感器从惯性坐标系到位于尾翼空气动力中心的局部坐标系进行空间变换，从而将扭矩和力用单一表达式处理。
• 风洞实验 ：在低速风洞中开展了一系列实验。
• 数据拟合 ：采用基于最小二乘法近似的多元回归方法对实验结果进行拟合。
• 结果可视化 ：利用四维图和等高线图，便于直观展示尾翼姿态变化与空气动力学系数变化之间的联系。

1.3 空气动力学系数回归系数

以下是不同空气动力学系数（$C_D$、$C_Y$、$C_L$、$C_l$、$C_m$、$C_n$）的回归系数表格：
| 系数 | $C_D$值 | $C_Y$值 | $C_L$值 | $C_l$值 | $C_m$值 | $C_n$值 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| $b_0$ | 1.35E - 01 | 5.86E - 03 | - 8.17E - 0