本文针对扑翼飞行器控制系统,设计了自稳定高飞行控制模型,重点分析了仿生扑翼飞行器的动力学特性及其定高自稳控制策略。首先,采用微元法研究了扑翼飞行器在飞行过程中的受力分布与运动特性,研究了翅膀拍动周期内升力与推力的生成机制。其次,针对尾翼姿态角,系统探讨了尾翼升力、机体总受力、阻力与高度控制之间的相互关系。最终,结合转动惯量和力矩的计算,建立了飞行器的受力模型,提出了高度与姿态的控制方法,并设计了基于传统PID控制的高度与姿态自稳控制模型,实现高度与姿态的精确调节。仿真实验结果与外场实飞数据表明,该飞行器能够快速收敛至期望高度,并在小范围内保持高度波动,验证了其在俯仰、滚转与偏航方向上的稳定性,充分体现了控制模型的自稳特性。

仿生扑翼飞行器；空气动力学；动力学建模；姿态控制；自稳定高

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辽宁省大学生创新创业计划项目：“仿生飞行器的自稳飞控模型与任务决策算法的设计及仿真” (编号：202310144026)。

DOI： https://doi.org/10.62639/sspis38.20250203

Published： 2025