自主游動(dòng)仿生機(jī)器魚的設(shè)計(jì)與控制.pdf

1、仿生機(jī)器魚的研究是當(dāng)前的熱點(diǎn)之一，采用仿魚推進(jìn)也是未來水下機(jī)器人推進(jìn)方式的發(fā)展方向。本論文對(duì)魚類推進(jìn)原理進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)和研制了低成本而高性價(jià)比的多關(guān)節(jié)機(jī)器魚平臺(tái)，對(duì)機(jī)器魚的自主游動(dòng)和智能控制方面進(jìn)行了探索。
　　通過對(duì)魚類游動(dòng)機(jī)理的仿生學(xué)研究，采用數(shù)學(xué)建模方法，基于Lighthill方程建立了機(jī)器魚巡航游動(dòng)模型以及C型快速轉(zhuǎn)彎模型；利用SolidWorks建立了四關(guān)節(jié)鲹科式加月牙尾型機(jī)器魚的三維模型并分析了其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；
　

2、　在分析了設(shè)計(jì)機(jī)器魚的關(guān)鍵問題（如配重、密封、尾部模擬方案、魚鰭形狀及參數(shù)）的基礎(chǔ)上，提出了一套由部分規(guī)劃到整體協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)機(jī)器魚的方法和步驟；
　　搭建了由三大模塊協(xié)同構(gòu)成的尾部推進(jìn)式機(jī)器魚實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括基于各類傳感器的感知模塊、基于 ARM處理器和Linux系統(tǒng)的決策模塊和基于舵機(jī)及其控制器的執(zhí)行模塊；
　　首次提出了機(jī)器魚的“三級(jí)控制策略”，由低到高分別為游動(dòng)方式層、游動(dòng)行為層和智能學(xué)習(xí)層；提出了機(jī)器魚避障策略——“安全區(qū)