CN108363408B - 一种扑翼飞行器自主起飞控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扑翼飞行器自主起飞控制系统及方法，系统包括：遥控小车、支架、应变测量装置、车速测量装置、车载控制板、机载控制板；本发明利用车速测量装置进行遥控小车速度的精确控制，利用应变测量装置测得受力状态，并借用这些数据准确得到扑翼飞行器起飞前的状态信息，摆脱传统扑翼飞行器起飞需要手持、不自主的困境，实现扑翼飞行器自主起飞。本发明能够获得更好的扑翼飞行器飞行初始状态；在合适的扑翼频率下，小车系统和飞行器系统结合之后能够降低功率，提高效率。本发明的辅助系统结构紧凑，重量轻，易于携带，便于安装，适合应用在扑翼飞行器的自主起飞控制中。

Description

一种扑翼飞行器自主起飞控制系统及方法

技术领域

本发明属于扑翼飞行器技术领域，具体涉及一种扑翼飞行器自主起飞控制系统及方法。

背景技术

近年扑翼飞行器(Flapping-wing aerial vehicles)作为一种新兴的仿生飞行器，是一种通过模仿昆虫以及鸟类的飞行方式而制造的仿生机器人，具有效率高、质量轻、机动性强、能耗低等显著优点，在国防军事以及民用领域都具有广阔的应用前景。然而，由于扑翼飞行器无法像现实中的鸟类一样原地振翅起飞。通过对扑翼飞行器的受力分析，在静止条件下飞行器的重量比自身所能提供的最大升力还要大10mN，也就是说机身在地面上从静止状态直接起飞难以产生足够的升力来实现飞行。因此，扑翼飞行器的投放和起飞过程，必须给扑翼飞行器提供另外的支撑。

现有技术中，扑翼飞行器通常是依靠人来手持进行投放，并赋予初速度，以完成起飞过程，无法进行自主起飞。

发明内容

本发明实施例的目的是解决现有技术中扑翼飞行器必须依靠手持进行投放并赋予初速度的问题，提出了一种扑翼飞行器自主起飞辅助系统及自主起飞控制方法，摆脱传统扑翼飞行器起飞不自主的困境，利用编码器进行精确的运载小车速度控制，利用应变测量装置测得扑翼飞行器的受力状态，并借用这些数据准确得到扑翼飞行器起飞前的状态信息，实现扑翼飞行器的自主起飞，使扑翼飞行器获得更好的飞行初始状态。

根据本发明的一个方面，提供一种扑翼飞行器自主起飞辅助系统，所述自主起飞辅助系统包括：遥控小车、支架、应变测量装置、车速测量装置、车载控制板、机载控制板；其中，

所述遥控小车，用来搭载支架、应变测量装置、车速测量装置、车载控制板；。

所述支架，用来支撑起飞前的自主起飞扑翼飞行器；

所述应变测量装置，用来采集所述遥控小车行驶过程中扑翼飞行器对所述支架的作用力，以此来反推扑翼飞行器所受到的阻力和升力，根据这些数据来设定合理的起飞条件；

所述车速测量装置，用来测量小车行驶的实时速度；

所述车载控制板与所述应变测量装置和车速测量装置相连，用于采集车速和应变测量装置的测量信号，还用于根据指令驱动遥控小车调整其运行速度；当所述车速信号达到起飞阀值时，车载控制板还用于向机载控制板发送信号，触发自主起飞动作；

所述机载控制板安装于搭载的扑翼飞行器上，用于接收车载控制板的自主起飞信号，驱动所述扑翼飞行器启动自主起飞过程。

上述方案中，所述支架，由支架杆、横梁和支架底座组成；其中，

所述支架底座固定在遥控小车上，支撑起整个支架的上部；

所述支架杆垂直安装于所述支架底座上，连接横梁和支架底座，呈宽长条型，使搭载的扑翼飞行器有一个离地距离，支架杆的长度参数由扑翼飞行器的尺寸决定；

所述横梁和支架杆之间采用螺丝连接，可根据需求调整横梁的角度，所述横梁的端部设置有微型电磁铁，直接与搭载的扑翼飞行器接触，通电后微型电磁铁产生磁性，与扑翼飞行器的相应部位接触，将扑翼飞行器固定在横梁上。

上述方案中，所述应变测量装置由应变片与信号放大模块组成；其中，

所述应变片安装在所述支架杆的根部，用于测量遥控小车搭载扑翼飞行器行驶的过程中，风阻所带来的支架杆形变量；

所述信号放大模块用于将所述应变片的测量值进行电信号的放大。

上述方案中，所述遥控小车所搭载的扑翼飞行器静止在支架上时的受力满足式(1)：

其中，F_N为支架对飞行器的支持力，且所述支持力的方向垂直于支架面；m为飞行器质量；g为重力加速度；mg为飞行器所受重力，方向竖直向下；α为支架与水平面的夹角；f为扑翼飞行器与支架之间的摩擦力；

所述扑翼飞行器起飞前跟随遥控小车匀速直线运动时的受力满足式(2)：

其中，F为风阻，由应变片反馈数据解算得出；T为扑翼飞行器固定在小车支架上的拉力；F_N′为支架对飞行器的支持力，且所述支持力的方向垂直于支架面；f'为扑翼飞行器与支架之间的摩擦力，μ为摩擦系数；mg为飞行器所受重力，方向竖直向下；α为支架与水平面的夹角；

解得T＝F(sinα+cosαcotα)；

当遥控小车的支架释放扑翼飞行器时，拉力T消失，扑翼飞行器受到的升力大小为Tcosα，以及阻力的大小为Tsinα+F，升力与阻力的差即为所受的升推力。

上述方案中，所述车速测量装置由编码器、齿轮和安装架组成；其中，

所述安装架用于将编码器安装齿轮上；

所述齿轮用于带动编码器的旋转；

所述编码器用于输出脉冲以测定车速。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种扑翼飞行器自主起飞控制系统，所述扑翼飞行器自主起飞控制系统包括以上所述的扑翼飞行器自主起飞辅助系统，还包括，遥控器，无线接收机，扑翼飞行器，姿态传感器；其中，所述遥控器控制整个系统的启动和停止；所述无线接收机搭载于遥控小车上，用于与所述遥控器实现无线通信；所述姿态传感器安装于所述扑翼飞行器上。

根据本发明的再一个方面，还提供了一种扑翼飞行器自主起飞控制方法，所述方法基于以上所述的扑翼飞行器自主起飞控制系统实现，包括如下步骤：

步骤S1，将扑翼飞行器固定在遥控小车，并预设扑翼飞行器自主起飞启动的车速阈值；

步骤S2，遥控器通过无线接收机发出开始命令，姿态传感器读取姿态数据；

步骤S3，判断是否收到遥控器的小车启动信号；若否，则转入步骤S2继续读取姿态数据；若是，则转入步骤S4；

步骤S4，小车开始加速；

步骤S5，判断小车速度是否达到车速阈值；若否，则转入步骤S4小车继续加速；若是，则转入步骤S6；

步骤S6，判断扑翼机姿态是否适合起飞；若否，则根据姿态信息调整尾翼和翅膀，并再次判断扑翼机姿态是否适合起飞；若是，则转入步骤S7；

步骤S7，扑翼机翅膀扑动，脱离小车，开始飞行；

步骤S8，判断遥控器是否给了停止信号，若否，则根据遥控器的命令继续飞行，若是，则转入步骤S9；

步骤S9，停止飞行。

上述方案中，所述步骤S1中将扑翼飞行器固定在遥控小车上进一步为：

扑翼飞行器通过对电磁铁通电产生的磁性固定在遥控小车的横梁上，遥控小车与扑翼飞行器之间通过蓝牙实现通信。

上述方案中，所述步骤S1中预设扑翼飞行器自主起飞启动的车速阈值进一步包括：

预先得到所述扑翼飞行器所受升推力与车速之间的关系式，测定当前风速，设定支架的初始角度，根据扑翼飞行器当前起飞所需要的最小升推力设定当前角度下的车速阈值。

上述方案中，所述预先得到所述扑翼飞行器所受升推力与车速之间的关系式，进一步为：

根据先前小车支架根部位置的应变片返回的数据与支架的攻角进行扑翼飞行器的力的测量分析得到的升推力与车速之间的关系。

本发明具有如下有益效果：摆脱传统扑翼飞行器起飞需要手持、不自主的困境；本发明利用的自主起飞系统利用编码器进行精确的小车的速度控制，利用应变测量装置测得受力状态。借用这些数据可以准确得到扑翼飞机起飞前的状态信息，帮助实现扑翼飞行器自主起飞。采用起飞辅助装置的扑翼飞行器能够获得更好的飞行初始状态；在合适的扑翼频率下，小车系统和飞行器系统结合之后能够降低功率，提高效率。本发明结构紧凑，重量轻，易于携带，便于安装，适合应用在扑翼飞行器的自主起飞控制中。

附图说明

图1为本发明第一实施例扑翼飞行器自主起飞辅助系统结构示意图；

图2为本发明第一实施例遥控小车结构示意图；

图3为本发明第一实施例支架结构示意图；

图4为本发明第一实施例应变测量装置的结构示意图；

图5为本发明第一实施例扑翼飞行器的受力分析示意图；

图6为本发明第一实施例车速测量装置结构示意图；

图7为本发明第二实施例扑翼飞行器自主起飞控制系统结构示意图；

图8为本发明第二实施例扑翼飞行器自主起飞控制系统工作原理示意图；

图9为本发明第三实施例扑翼飞行器自主起飞控制方法流程示意图。

附图标记说明：

1-遥控小车；2-支架；3-应变测量装置；4-车速测量装置；5-车载控制板；6-机载控制板；21-支架杆；22-横梁；23-支架底座；31-应变片；32-信号放大模块；41-编码器；42-齿轮；43-安装架。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明技术问题、技术方案和优点将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

本发明针对扑翼飞行器的自主起飞任务的完成条件，设计了一套扑翼飞行器自主起飞辅助系统及自主起飞控制方法，实现了对扑翼飞行器的定点投放与辅助条件下的自主起飞。

下面通过具体的实施例结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

第一实施例

本实施例提供了一种扑翼飞行器自主起飞辅助系统，图1为本实施例扑翼飞行器自主起飞辅助系统结构示意图。如图1所示，本实施例所述扑翼飞行器自主起飞辅助系统，包括：遥控小车1、支架2、应变测量装置3、车速测量装置4、车载控制板5、机载控制板6(图1中未示出)；其中，

所述遥控小车1，用来搭载支架2、应变测量装置3、车速测量装置4、车载控制板5。图2所示为本实施例所述遥控小车结构示意图。如图2所示，所述遥控小车1，具有四个安装孔a,b,c,d。在实际制备过程中，通过对一台遥控四驱越野车进行改造来得到所述遥控小车。由于所述遥控四驱越野车本身不能满足搭载其余设备的需求，因此，拆除了所述遥控四驱越野车的车壳挡板后，其车身上预留的多余安装孔a,b,c,d加装其他装置。

所述支架2，用来支撑起飞前的自主起飞扑翼飞行器。图3所示为本实施例的支架的结构示意图。如图3所示，所述支架，由支架杆21、横梁22和支架底座23组成。拆除所述遥控小车的挡板后，根据遥控小车上马达输出齿轮位置与车身安装孔两者的关系设计一个合适的安装支架，所述安装支架位于支架底座23以下，车身底盘以上。所述四个安装孔a,b,c,d即设置于所述安装支架上。支架底座23通过遥控小车1上方两侧留有等高的四个安装孔(a,b,c,d)与车身连接，支撑起整个支架的上部；支架杆21垂直安装于所述支架底座23上，连接横梁22和支架底座23，呈宽长条型，使搭载的扑翼飞行器有一个离地距离，其高度即支架杆21的长度参数由扑翼飞行器的尺寸决定；横梁22和支架杆21之间采用螺丝连接，可根据需求调整支架座的角度，横梁22的其中一个端部设置有一枚微型电磁铁24，直接与搭载的扑翼飞行器接触，通电后微型电磁铁24产生磁性，与扑翼飞行器的相应部位接触，将扑翼飞行器固定在横梁22上。

所述应变测量装置3，用来采集所述遥控小车1行驶过程中扑翼飞行器对所述支架的作用力，以此来反推扑翼飞行器所受到的阻力和升力，根据这些数据来设定合理的起飞条件。图4为本实施例所述应变测量装置的结构示意图。如图4所示，所述应变测量装置3由应变片31与信号放大模块32组成。应变片31安装在支架2的支架杆21的根部，在遥控小车1搭载扑翼飞行器行驶的过程中，因为扑翼飞行器会因为与空气相对运动产生一定的摩擦力，即风阻，并作用到固定它的支架2上，导致支架2产生一定量的弯曲形变，利用所述应变测量装置3来检测这个形变量，然后根据横梁22的攻角(即与水平面的夹角)就可以反推出扑翼飞行器此时所受的升、阻力的大小。优选的，所述应变片为压电片，通过压电的方式来反馈风阻。所述压电片返回的数据是电压值，电压值与力之间的曲线关系与材料有关，为了得到电压值与支架真正受力的关系，在支架上施加已知的拉力，然后得出该拉力下的应变装置输出电压值，改变拉力的质量，可以得到多组数值，经过对多组数值的拟合分析，可以得到电压值数据与受力之间的对应关系，从而分析扑翼飞行器的受力，判断其起飞条件。

图5所示为本实施例中根据应变片31的数据进行了仿生扑翼飞行机器人随小车匀速向右直线运动时的受力分析示意图。如图5所示，通过小车支架根部位置的应变片31返回的数据与支架的攻角进行力的分解计算便可得到近似的升推力。所述扑翼飞行器起飞前跟随遥控小车匀速直线运动时的受力满足式(1)：

其中，α为支架与水平面的夹角；F_合为仿生扑翼飞行机器人受到迎面气流带来垂直翼面向上的合力；T为支架固定仿生扑翼飞行机器人对其施加的拉力；F_阻为仿生扑翼飞行机器人受到的风阻，由压电片传感器测得；F_升为仿生扑翼飞行机器人受到的升力，计算公式如下：

F_升＝F_阻/tanα

所述车速测量装置4，用来测量小车行驶的实时速度，并且可以帮助小车实现定速巡航。图6所示为本实施例中的车速测量装置结构示意图。如图6所示，所述车速测量装置4由一个编码器41、齿轮42和安装架43组成。借用遥控小车上的安装孔，根据齿轮42的尺寸设计合适的安装架将编码器41安装到车身上，编码器41具有一个旋转轴，所述旋转轴上安装一个齿轮，与小车的电机输出齿轮啮合，这样编码器的测量转速即可换算成实时车速。例如，编码器41旋转一周可以输出512个脉冲，控制电路检测这个输出脉冲即可得到实时的转速，换算以后即可得到遥控小车的车速。当要实现遥控小车的速度控制时，使用该编码器41采集的信号构成速度闭环，测得遥控小车1的实时速度并应用PID控制方法实现遥控小车1的匀速行驶。

所述车载控制板5与所述应变测量装置3和车速测量装置4相连，用于采集车速和应变片31电信号，同时，车载控制板5还用于根据遥控器的指令产生驱动遥控小车的控制信号以调整其运行速度。当所采用的车速信号达到起飞阀值，车载控制板5还用于向机载控制板6发送信号，触发自主起飞动作。

所述机载控制板6安装于搭载的扑翼飞行器上，用于接收车载控制板5的自主起飞信号，驱动所述扑翼飞行器启动自主起飞过程。同时，这里的机载控制板还可以具有电压转换、姿态信息采集、数据处理、通信功能。因为扑翼飞行器的载重比较小，需选择集成度较高且精度比较好的微处理器，优选的，所述机载控制板6的控制器选用STM32F103，最终机载控制板重3克。

所述扑翼飞行器自主起飞辅助系统启动时，包括如下步骤：

系统启动，开始。

姿态传感器读取姿态数据，判断是否收到遥控器启动信号；若否，则继续读取姿态数据；若是，则小车开始加速。

小车开始加速以后，判断小车速度是否到达启动阈值；若否，则小车继续加速；若是，则判断扑翼机姿态是否适合起飞。

判断扑翼机姿态是否适合起飞；若否，则根据姿态信息调整尾翼和翅膀；若是，则扑翼机翅膀扑动，脱离小车，开始飞行。

开始飞行以后，判断遥控器是否给了停止信号，若否，则根据遥控继续飞行，若是，则停止飞行。

本实施例所提供的扑翼飞行器自主起飞辅助系统，为一种易于安装，可靠性高，能够给扑翼飞行器提供良好的起飞初始状态的辅助系统，实现飞行器自主起飞。本实施例的自主起辅助系统中，所述起飞支架能够固定扑翼飞行器但不影响正常起飞；编码器对小车进行精确速度反馈实现速度控制，应变片测量起飞前扑翼飞行器实时的受力状态，发送给车载控制板并判断当前扑翼飞行器是否满足自主起飞条件，摆脱了传统扑翼飞行器起飞需要手持、不自主的困境，实现了扑翼飞行器自主起飞。在合适的扑翼频率下，小车系统和飞行器系统结合之后能够降低功率，提高效率。本实施例的扑翼飞行器自主起飞辅助系统结构紧凑，重量轻，易于携带，便于安装，适合应用在扑翼飞行器的自主起飞控制中。

第二实施例

本实施例提供了一种扑翼飞行器自主起飞控制系统，图7所示为本实施例的扑翼飞行器自主起飞控制系统结构示意图。如图7所示，本实施例的扑翼飞行器自主起飞控制系统包括第一实施例的所述扑翼飞行器自主起飞辅助系统，还包括：遥控器，无线接收机，扑翼飞行器，姿态传感器。这里的无线接收机可以搭载在遥控小车上，用于与遥控器实现无线通信。所述机载控制板安装在扑翼飞行器上；所述姿态传感器安装于所述扑翼飞行器上。

图8所示为本实施例的扑翼飞行器自主起飞控制系统工作原理示意图。如图8所示，所述扑翼飞行器自主起飞控制系统工作时，由遥控器向遥控小车上的无线接收机反送无线信号，给出启动扑翼飞行器自主起飞辅助系统的命令。所述辅助系统中车载控制板与机载控制板进行通信，当达到起飞条件时，扑翼飞行器电机驱动启动，开启扑翼飞行器的自主起飞过程。同时，机载控制板通过各类外部传感器捕获飞行数据，通过蓝牙模块将所获得的飞行数据传输给上位机，对扑翼飞行器的各种飞行数据进行实时监控和记录，方便后续分析。

第三实施例

本实施例提供了一种扑翼飞行器自主起飞控制方法，所述方法基于第二实施例所述的扑翼飞行器自主起飞控制系统得以实现，图9为本实施例的扑翼飞行器自主起飞控制方法流程示意图。如图9所示，本实施例的扑翼飞行器自主起飞控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，将扑翼飞行器固定在遥控小车，并预设扑翼飞行器自主起飞启动的车速阈值。

优选的，本步骤中将扑翼飞行器固定在遥控小车上进一步为：

扑翼飞行器通过对电磁铁通电产生的磁性固定在遥控小车的横梁上，遥控小车与扑翼飞行器之间通过蓝牙实现通信。

本步骤中预设扑翼飞行器自主起飞启动的车速阈值进一步包括：

预先得到所述扑翼飞行器所受升推力与车速之间有关系式，测定当前风速，设定支架的初始角度，根据扑翼飞行器当前起飞所需要的最小升推力设定当前角度下的车速阈值。最优选的，所述预先得到所述扑翼飞行器所受升推力与车速之间有关系式，进一步为：根据先前小车支架根部位置的应变片返回的数据与支架的攻角进行扑翼飞行器的力的测量分析得到的升推力与车速之间的关系。

步骤S2，无线遥控器通过无线接收机发出开始命令，姿态传感器读取姿态数据。

步骤S3，判断是否收到遥控器启动信号；若否，则转入步骤S2继续读取姿态数据；若是，则车入步骤S4。

本步骤中，所述遥控器控制整个系统的启动和停止，通过无线接收机向遥控小车发出加速或停止的信号，遥控小车通过车载控制板实现加速或停止的动作。当遥控器发出加速的信号后，小车根据遥控器的设定，精确地加速到指定的速度。

步骤S4，小车开始加速；

步骤S5，判断小车速度是否到达所述启动阈值；若否，则转入步骤S4小车继续加速；若是，则转入步骤S6；

步骤S6，判断扑翼机姿态是否适合起飞；若否，则根据姿态信息调整尾翼和翅膀，并再次判断扑翼机姿态是否适合起飞；若是，则转入步骤S7；

步骤S7，扑翼机翅膀扑动，脱离小车，开始飞行；

步骤S8，判断遥控器是否给了停止信号，若否，则根据遥控继续飞行，若是，则转入步骤S9；

步骤S9，停止飞行。

本实施例的扑翼飞行器自主起飞控制方法，通过编码器对小车进行精确速度反馈实现速度控制，通过应变片测量起飞前扑翼飞行器实时的受力状态，发送给车载控制板并判断当前扑翼飞行器是否满足自主起飞条件，摆脱了传统扑翼飞行器起飞需要手持、不自主的困境，实现了扑翼飞行器自主起飞。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种扑翼飞行器自主起飞控制系统，其特征在于，所述扑翼飞行器自主起飞控制系统包括：由遥控小车、支架、应变测量装置、车速测量装置、车载控制板和机载控制板组成的扑翼飞行器自主起飞辅助系统，遥控器，无线接收机，扑翼飞行器，以及姿态传感器；其中，

所述遥控小车，用来搭载支架、应变测量装置、车速测量装置、车载控制板；

所述支架，用来支撑起飞前的自主起飞扑翼飞行器，由支架杆、横梁和支架底座组成；其中，所述支架底座固定在遥控小车上，支撑起整个支架的上部；所述支架杆垂直安装于所述支架底座上，连接横梁和支架底座，呈宽长条型，使搭载的扑翼飞行器有一个离地距离，支架杆的长度参数由扑翼飞行器的尺寸决定；所述横梁和支架杆之间采用螺丝连接，可根据需求调整横梁的角度，所述横梁的端部设置有微型电磁铁，直接与搭载的扑翼飞行器接触，通电后微型电磁铁产生磁性，与扑翼飞行器的相应部位接触，将扑翼飞行器固定在横梁上；

所述应变测量装置，用来采集所述遥控小车行驶过程中扑翼飞行器对所述支架的作用力，以此来反推扑翼飞行器所受到的阻力和升力，根据这些数据来设定合理的起飞条件；

所述车速测量装置，用来测量遥控小车行驶的实时速度；

所述车载控制板与所述应变测量装置和车速测量装置相连，用于采集车速和应变测量装置的测量信号，还用于根据指令驱动遥控小车调整其运行速度；当所述车速信号达到起飞阈值时，车载控制板还用于向机载控制板发送信号，触发自主起飞动作；

所述机载控制板安装于搭载的扑翼飞行器上，用于接收车载控制板的自主起飞信号，驱动所述扑翼飞行器启动自主起飞过程；

所述遥控器控制整个系统的启动和停止；所述无线接收机搭载于遥控小车上，用于与所述遥控器实现无线通信；所述姿态传感器安装于所述扑翼飞行器上；

所述应变测量装置由应变片与信号放大模块组成；其中，

所述应变片安装在所述支架杆的根部，用于测量遥控小车搭载扑翼飞行器行驶的过程中，风阻所带来的支架杆形变量；

所述信号放大模块用于将所述应变片的测量值进行电信号的放大；

所述遥控小车所搭载的扑翼飞行器静止在支架上时的受力满足式(1)：

其中，F_N为支架对扑翼飞行器的支持力，且所述支持力的方向垂直于支架面；m为扑翼飞行器质量；g为重力加速度；mg为扑翼飞行器所受重力，方向竖直向下；α为支架与水平面的夹角；f为扑翼飞行器与支架之间的摩擦力；

所述扑翼飞行器起飞前跟随遥控小车匀速直线运动时的受力满足式(2)：

其中，F为风阻，由应变片反馈数据解算得出；T为扑翼飞行器固定在遥控小车支架上的拉力；F′_N为支架对扑翼飞行器的支持力，且所述支持力的方向垂直于支架面；f'为扑翼飞行器与支架之间的摩擦力，μ为摩擦系数；mg为扑翼飞行器所受重力，方向竖直向下；α为支架与水平面的夹角；

解得T＝F(sinα+cosαcotα)；

当遥控小车的支架释放扑翼飞行器时，拉力T消失，扑翼飞行器受到的升力大小为Tcosα，以及阻力的大小为Tsinα+F，以此作为判断起飞条件的阈值。

2.一种扑翼飞行器自主起飞控制方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1所述的扑翼飞行器自主起飞控制系统实现，包括如下步骤：

步骤S1，将扑翼飞行器固定在遥控小车上，并预设扑翼飞行器自主起飞启动的车速阈值；扑翼飞行器通过对电磁铁通电产生的磁性固定在遥控小车的横梁上，遥控小车与扑翼飞行器之间通过蓝牙实现通信；所述预设车速阈值，根据安装在所述支架杆的根部的应变片返回的数据与支架的攻角进行扑翼飞行器的力的测量分析得到的升推力与车速之间的关系；测定当前风速，设定支架的初始角度，根据扑翼飞行器当前起飞所需要的最小升推力设定当前角度下的车速阈值；

步骤S2，遥控器通过无线接收机发出开始命令，姿态传感器读取姿态数据；

步骤S3，判断是否收到遥控器的遥控小车启动信号；若否，则转入步骤S2继续读取姿态数据；若是，则转入步骤S4；

步骤S4，遥控小车开始加速；

步骤S5，判断遥控小车速度是否达到车速阈值；若否，则转入步骤S4，遥控小车继续加速；若是，则转入步骤S6；

步骤S6，判断扑翼飞行器姿态是否适合起飞；若否，则根据姿态信息调整尾翼和翅膀，并再次判断扑翼飞行器姿态是否适合起飞；若是，则转入步骤S7；

步骤S7，扑翼飞行器翅膀扑动，脱离遥控小车，开始飞行；

步骤S8，判断遥控器是否给了停止信号，若否，则根据遥控器的命令继续飞行，若是，则转入步骤S9；

步骤S9，停止飞行。

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