仿生機器魚設(shè)計、控制與自主避障研究.pdf

1、仿生機器魚是當(dāng)前仿生機器人領(lǐng)域的研究熱點.魚類特殊的游動方式,為研究高性能的水下推進器提供了新思想.仿生機器魚的研制是一個多學(xué)科交叉問題.在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)機器人技術(shù)主題項目"多微小型仿生機器魚鮮體協(xié)作與控制的研究"的支持下,該文從多關(guān)節(jié)仿生機器魚的設(shè)計、上浮下潛實現(xiàn)技術(shù)、運動控制技術(shù),以及裝備傳感器的機器魚系統(tǒng)設(shè)計等多方面開展研究工作.在借鑒國內(nèi)外研究工作的基礎(chǔ)上,根據(jù)魚類游動的特點,提取魚類的形體參數(shù)和運動參數(shù),

2、簡化并改進了鲹科魚類的運動學(xué)模型.同時,根據(jù)實際元器件和實現(xiàn)方法的約束,對機器魚進行系統(tǒng)設(shè)計,開發(fā)了多關(guān)節(jié)仿生機器魚設(shè)計平臺,并且通過機器魚樣的研制驗證了該設(shè)計軟件的有效性.為了實現(xiàn)仿生機器魚的上浮下潛運動,針對已有的機器魚樣機,在綜合比較多種方案基礎(chǔ)上,采用附加胸鰭方式實現(xiàn)對機器魚的上浮下潛運動控制.根據(jù)流體力學(xué)分析設(shè)計了仿生胸鰭,確定了幾何參數(shù).同時,對機器魚水下運動過程中出現(xiàn)的問題進行了探討,實驗結(jié)果證明了機器魚樣機設(shè)計方案的有效