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仿昆虫微飞行器具有机动性能好、体积小、能量利用效率高等优点,是目前飞行器领域的研究热点之一,近十年来先后有7篇相关文章在著名杂志Science和Nature上发表。制作实际的“机器知了”,首先需要一个合适的气动力模型,而目前各类文献中的气动力模型,在实际控制中不能同时满足对于精度和实时性的要求。本论文针对昆虫拍翅气动力模型,进行了如下的工作:1、面向工程实际,建立了既能满足精度,又能满足计算实时性要求的昆虫拍翅气动力模型在Dickinson基于经验拟合系数的拍动模型和Ellington USBE模型的基础上,提出了两个气动力模型,即取Dickinson和Ellington两模型优点的用Dickinson实验系数修正后的USBE模型;及将USBE模型在弦展方向扩展后的EUSBE模型。在第三章分别对以上模型进行了各种气动特性的仿真,并与实验结果进行了比较。针对附加质量在拍动中的作用问题,采用了两种不同的建模方法对翅膀周围的流体附加质量进行了建模。一为“基于经验系数的附加质量模型”;二为“由阻力增量推出的附加质量模型”。在第四章,结合前面提出的EUSBE模型,对以上两个模型进行了仿真,并详细分析和讨论了附加质量分量在不同翅膀转动模式下一个周期中主要阶段的不同作用;最后对两个模型进行了横向比较。2、利用以上模型,对所设计的仿蝉翅膀进行了气动特性分析参考蝉的翅膀,设计了一款翅展33毫米的仿蝉翅膀;采用第四章中包含附加质量的EUSBE模型,在第五章中从工程的角度对其各类特性进行了仿真分析和讨论。3、对在建模过程中发现的问题进行了进一步的探索,提出了粘度可能影响附加质量力实际表现的观点针对本文仿真结果与实验结果之间的差异,通过在加/减速阶段采用不同的系数,得到了与实验相当吻合的仿真结果;同时,对薄层变速运动流体的受力分析表明,实际表现出来的附加质量力的幅度可能受流体粘度的影响,从而在第六章提出了流体粘度对附加质量力可能有影响的新观点。