仿生機(jī)器魚(yú)尾鰭推進(jìn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，仿生機(jī)器魚(yú)的研究成為仿生科研領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。仿生機(jī)器魚(yú)是采用魚(yú)類(lèi)游動(dòng)的高速、高效率、機(jī)動(dòng)性好、低噪聲等特點(diǎn)的推進(jìn)方式，其研究?jī)?nèi)容具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和直接的應(yīng)用價(jià)值。機(jī)器魚(yú)的研究工作涉及到很多不同的研究領(lǐng)域，如數(shù)學(xué)、水動(dòng)力學(xué)、仿生學(xué)、人工智能、控制理論、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、機(jī)械學(xué)、通訊、傳感器技術(shù)等等。本文在對(duì)機(jī)器魚(yú)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述和分析的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)器魚(yú)的仿生運(yùn)動(dòng)及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　本文以鲹科推進(jìn)模式魚(yú)類(lèi)為

2、仿生研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)鲹科模式魚(yú)類(lèi)游動(dòng)機(jī)理的分析研究，設(shè)計(jì)了三自由度仿生機(jī)器魚(yú)的兩關(guān)節(jié)尾鰭推進(jìn)系統(tǒng)。建立了參數(shù)化的兩關(guān)節(jié)尾鰭運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)推進(jìn)過(guò)程進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析，從理論上計(jì)算了兩關(guān)節(jié)尾鰭推進(jìn)系統(tǒng)所產(chǎn)生的推進(jìn)力。
　　針對(duì)所設(shè)計(jì)的仿鲹科機(jī)器魚(yú)兩關(guān)節(jié)尾鰭推進(jìn)系統(tǒng)的物理模型，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，設(shè)計(jì)了一套伺服控制系統(tǒng)，包括運(yùn)動(dòng)控制器、關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的伺服控制單元、關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和編碼器等。建立了整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)的硬件控