仿生機(jī)器魚(yú)三維仿真和協(xié)作策略的研究.pdf

1、隨著人們對(duì)水下世界的開(kāi)發(fā)和探索，仿生機(jī)器魚(yú)在海洋資源開(kāi)發(fā)、水下打撈、水產(chǎn)養(yǎng)殖和軍事爆破偵察等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。仿生機(jī)器魚(yú)的三維仿真可以降低仿生機(jī)器魚(yú)的開(kāi)發(fā)難度、節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，因此針對(duì)仿生機(jī)器魚(yú)的三維仿真研究有著重要的意義。仿生機(jī)器魚(yú)機(jī)械結(jié)構(gòu)和水環(huán)境比較復(fù)雜，使得仿生機(jī)器魚(yú)的三維仿真研究具有挑戰(zhàn)性。因具有群體智能的優(yōu)勢(shì)，多仿生機(jī)器魚(yú)協(xié)作控制也成為研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。 以已有的仿生機(jī)器魚(yú)機(jī)械模型為基礎(chǔ)，本文引入流體力學(xué)的理論體

2、系展開(kāi)了仿生機(jī)器魚(yú)三維仿真和協(xié)作策略方法的研究： 首先介紹了仿生機(jī)器魚(yú)三維仿真及協(xié)作控制的研究背景和意義，介紹了國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究工作，并簡(jiǎn)要介紹了論文的主要工作。 接著研究了在OpenGL中對(duì)SolidWorks設(shè)計(jì)的機(jī)械模型靜態(tài)三維建模的方法?；诹慵姍C(jī)輸出軸的中心軸尋找算法，實(shí)現(xiàn)了仿生機(jī)器魚(yú)的動(dòng)態(tài)建模。建立了基于二維Navier-Stokes方程水的物理模型，改進(jìn)了有限差分法求解水表面高度的遞推公式，使得水波紋的效

3、果更加真實(shí)、平滑。 然后基于牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)方程，結(jié)合實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果，研究了仿生機(jī)器魚(yú)在虛擬水池中運(yùn)動(dòng)的三維仿真方法。充分考慮到機(jī)器魚(yú)和水環(huán)境的交互影響，在建立的水模型基礎(chǔ)上，研究了機(jī)器魚(yú)在水中攪動(dòng)水波紋和球形浮體在水波中漂移搖蕩的三維仿真方法。 最后，基于機(jī)器魚(yú)水球比賽的高對(duì)抗性特點(diǎn)，研究了一種基于角色分配-動(dòng)作綜合的比賽協(xié)作策略。比賽成績(jī)說(shuō)明該方案提高了控制的魯棒性，簡(jiǎn)化了動(dòng)作執(zhí)行時(shí)的判斷條件，有著很好的移植性和修改性