微型仿生扑翼飞行机器人是一种仿生飞行的飞行器,在军事上和民用上均有着广阔的应用前景,它已经成为国内外的几大研究热点之一。本论文结合东南大学211工程振兴行动计划资助项目(项目编号:3008002102),作为微型仿生扑翼飞行机器人关键技术的一部分,主要围绕昆虫飞行产生高升力的机理进行分析研究,进而探索微型仿生扑翼飞行机器人的仿生机理,通过对生物飞行方式和固定翼飞机飞行方式的控制进行研究和分析,对微型仿生扑翼飞行机器人飞行姿态的控制,提出了合理的控制方案。本文对已有的关于昆虫飞行高升力机理的观点,进行详细的介绍,并加以评论,认为“拍-合”机制、“延迟失速”机制、“旋转环流”机制和“尾流捕捉”机制等观点各有各的不足之处,提出用“斜板效应”理论来分析物体在流体中运动的观点。以质量守恒和动量守恒定律为基础,从运动学的角度提出斜板效应理论,通过实验和计算分析的方法,详细介绍了斜板效应的受力分析,通过分析验证了:不同外形物体在空气中运动的阻力系数不同,与目前高速运动的物体多采用流线型外形相符合;公式推理结果表明:对于同一物体飞行迎角的不同,其升阻比也不同,这一点又印证了固定翼飞机飞行存在临界迎角的事实。以斜板效应为依据,分析了鸟与螺旋桨飞机飞行机理的区别与联系,并首次给出了鸟类飞行时,两翅拍动产生的前进力和阻力的计算方法。利用观察实验的方法,给出昆虫翅膀和背部飞行肌肉的显微结构,分析认为:昆虫翅膀具有协调的柔性,上下表面具有不同的粗糙度,翅膀上表面的翅肋具有像飞机机翼上风刀的整流作用,前后柔性不同,使得翅膀前缘在下拍时容易产生前缘涡。于是推理得出昆虫翅膀特殊结构决定其飞行产生较高升力。以昆虫翅膀结构为物质基础,以斜板效应为理论指导,从翅膀的柔性出发,分析了昆虫翅膀在飞行中上挥和下拍时的受力,同时用刚性翅膀模型与之对比分析,得出了这样的结论:在同样的飞行条件、飞行迎角和拍翅频率下,柔性翅膀拥有比刚性翅膀模型高得多的升阻比,同时又提出了昆虫飞行中具有潜在的滑翔效应,通过计算分析得出:昆虫飞行占据了小尺寸效应的优势;由于昆虫翅膀在不同位置具有不同的迎角,在分析昆虫翅膀拍动规律的基础上,提出了等效迎角的概念。通过分析生物飞行方式和固定翼飞机飞行方式的控制特点,提出生物飞行中翅膀的拍动是一种节律运动,总结出物体在空中飞行姿态的改变,都是通过对物体的重心施加扭转力矩或力偶矩来实现的,提出了通过改变重心位置的方