带有资源冲突的Seru在线并行调度算法.docx

带有资源冲突的Seru在线并行调度算法 本文主要讨论了仿生机器人中的扑翼飞行原理和动力学模型。在机器人研究中，扑翼飞行被认为是仿生机器人研究的焦点之一，因为它具有深刻而广泛的理论价值和工程应用价值。然而，扑翼飞行的动力学模型建立需要对复杂的气动力特性进行必要的简化。 在文献[11-12]中，Ellington 等详细分析了由于前缘涡的存在，产生失速延时的现象，并揭示了其在提升扑翼升力的重要作用。Dickinson 等在文献[13-14]中强调了翅翼旋转产生的升力对昆虫飞行的重要作用，并揭示了其在昆虫机动飞行中所扮演的重要角色。Weis-Fogh 在研究丽蚜小蜂的扑翼飞行时发现了著名的拍合−剥离特性(Clap-and-fling)，他认为在拍合过程中并没有明显的气动力学影响，但翅翼拍合保证了翅翼在剥离之前位置的确定性，并指出在剥离过程中在左右翼之间出现绕翼环流，在完成剥离之后环流也随即迅速演化成翅翼边缘的稳定涡流，整个过程均提升了翅翼所产生的升力。 然而，建立扑翼飞行的动力学模型需要对复杂的气动力特性进行必要的简化。求解不可压粘性流体运动对应的纳维−斯托克斯方程非常困难，建立扑翼空气动力学的准稳态模型几乎是解析分析扑翼系统动力学特性的唯一方式。根据不同的具体系统特性，以及模型具体的应用场景，可以建立不同的准稳态模型[14, 19-23]。所建立的准稳态扑翼动力学模型既可以用于扑翼动力学系统特性的分析，也可以用于实际扑翼飞行器的设计与控制。 在实际的扑翼飞行器控制中，作用于机体的力与力矩通常和翅翼的运动学关联，或者更直接地与决定翅翼运动的参数相关联。通过把翅翼步态映射到周期平均力与力矩，并以 6 自由度刚体运动模型作为系统模型，从而设计相应的控制器来完成针对不同环境或任务的机体姿态、位置或速度的控制方法[29-32]。但是，这些扑翼系统建模和控制的方法中极少考虑翅翼的动力学特性。这也就默认了翅翼系统周期运动的稳定性，且其具体运动特性不会被机体本身运动所干扰。 然而，这种稳定性并不是系统固有的，所以这种单纯从运动学角度考虑翅翼行为的方式，显然是对系统的过度简化，难以全面描述系统的具体动力学特性。因此，在扑翼系统动力学系统中，对翅翼动力学系统的周期稳定性分析是非常必要的。此外，扑翼动力学系统中往往包含着子系统之间的时标分离。并且，Orlowski 等在文献[35]中指出，翅翼和机体之间的运动可能不处于同一时间尺度，但由于翅翼系统没有确定的收敛点而可能只存在某个收敛轨迹，所以无法使用常规的针对临界点的奇异摄动理论进行分析。 在本文中，我们针对扑翼飞行周期性系统进行奇异摄动分析。具体而言，我们在给定周期进行频闪采样，利用这些采样构建相应的离散系统，进而反映扑翼飞行的状态变化。通过周期输入和简化模型共同确定扑翼周期的步态，并在一定程度上分析了系统的稳定性和能控性。 本文讨论了扑翼飞行的原理、动力学模型和控制方法，并指出了扑翼系统建模和控制中存在的问题。我们提出了一个奇异摄动分析的方法，以解决这些问题，并对扑翼飞行的状态变化进行了分析。