仿昆撲翼微飛行器（Flapping Wing Micro Aerial Vehicle，F(xiàn)WMAV）是一類昆蟲尺度的空中飛行機(jī)器人。通過(guò)模仿飛行昆蟲的高頻往復(fù)式變攻角撲翼翅運(yùn)動(dòng)模式，它能夠?qū)崿F(xiàn)與飛行昆蟲相似的懸飛能力和機(jī)動(dòng)性。該尺度的微小型撲翼飛行器具有眾多較大尺度的撲翼飛行器無(wú)與倫比的優(yōu)點(diǎn)，其個(gè)體小、重量輕、噪聲低、功耗低、制造成本低、機(jī)動(dòng)靈巧，能協(xié)同工作。其在未來(lái)的軍民領(lǐng)域中擁有廣闊的應(yīng)用前景，如交通、環(huán)境監(jiān)視和監(jiān)管、狹窄空間的災(zāi)難搜救、農(nóng)作物授粉、民用安防、軍事偵察和定點(diǎn)投放以及干擾等，目前有關(guān)仿昆FWMAV的研究已成為國(guó)內(nèi)外部分重要科研機(jī)構(gòu)和研發(fā)單位的熱門研究課題。
　　雖然仿昆FWMAV有眾多優(yōu)點(diǎn)，但因其研制涉及多學(xué)科的交叉和融合——即復(fù)合材料設(shè)計(jì)和微加工、功能材料驅(qū)動(dòng)技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)、低雷諾數(shù)三維非穩(wěn)態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)、先進(jìn)的機(jī)器人自主控制技術(shù)（如智能控制理論、同步定位建圖技術(shù)（Simultaneous Localization and Mapping，SLAM）、航跡規(guī)劃技術(shù)）、電子工程學(xué)（如超大規(guī)模集成電路、低功耗電源電路、電子神經(jīng)系統(tǒng)）、計(jì)算機(jī)科學(xué)（如協(xié)同算法、人工智能算法）等學(xué)科，所以其研制難度極具挑戰(zhàn)性。針對(duì)仿昆FWMAV的研究勢(shì)必帶動(dòng)并促進(jìn)相關(guān)學(xué)科和關(guān)聯(lián)技術(shù)的進(jìn)步。
　　本書系統(tǒng)開(kāi)展了有關(guān)仿昆FWMAV的懸飛氣動(dòng)力分析、氣動(dòng)參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)和樣機(jī)微加工制造等科學(xué)與工程問(wèn)題的論述和研究，以期為仿昆FWMAV的氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)和系統(tǒng)級(jí)概念設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)性理論框架；同時(shí)為仿昆FWMAV未來(lái)自主飛行姿態(tài)控制機(jī)制中涉及的翅拍動(dòng)力學(xué)和翅膀被動(dòng)扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題提供一些見(jiàn)解。本書涉及的主要研究?jī)?nèi)容具有一定的理論原創(chuàng)性和實(shí)踐性，可用于指導(dǎo)仿昆撲翼微飛行器的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)氣動(dòng)力的理論預(yù)測(cè)、翅運(yùn)動(dòng)軌跡的可調(diào)控策略設(shè)計(jì)、氣動(dòng)參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、樣機(jī)的微加工制造和裝配以及測(cè)試。
　　本書共九章：第一章闡述了本書的研究背景和工程意義。隨后敘述了雙翅目類昆蟲翅拍模型的研究概況和仿昆FWMAV的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，從中提煉出了本書在從事仿昆FWMAV的工程設(shè)計(jì)時(shí)將面臨的重要工程問(wèn)題和學(xué)術(shù)問(wèn)題，即厘清了本書的研究動(dòng)機(jī)和需解決的關(guān)鍵問(wèn)題；第二章概述了當(dāng)前流行的昆蟲撲翼飛行的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）的建模理論和數(shù)值求解算法；第三章介紹了撲翼飛行氣彈性噪聲的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)論述了不同撲翼飛行物種的發(fā)聲機(jī)制和降噪機(jī)制。第五章和第六章分別開(kāi)展了基于第四章提出和建立的擴(kuò)展的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)氣動(dòng)力和慣性力及力矩模型的撲翼懸飛翅拍動(dòng)力學(xué)問(wèn)題和撲翼懸飛能耗最小時(shí)的翅膀幾何學(xué)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的單獨(dú)或組合優(yōu)化研究；第七章基于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)氣動(dòng)力模型和集總參數(shù)化線性模型建立了撲翼懸飛概念設(shè)計(jì)框架；第八章闡述了懸飛仿昆FWMAV的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試；第九章簡(jiǎn)述了本書的工作總結(jié)和主要研究?jī)?nèi)容以及對(duì)未來(lái)研究方向的展望。