隨著陸地資源日益枯竭,海洋環(huán)境資源的爭(zhēng)奪越來(lái)越激烈,仿生機(jī)器魚因其高效率、高機(jī)動(dòng)性和低噪聲的優(yōu)點(diǎn),在海洋環(huán)境資源探測(cè)和開發(fā)以及軍事戰(zhàn)爭(zhēng)領(lǐng)域都占據(jù)了舉足輕重的地位。本文以模仿魚類游動(dòng)方式設(shè)計(jì)的仿生鰭條為研究對(duì)象,圍繞其姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)、姿態(tài)測(cè)量誤差分析及處理和運(yùn)動(dòng)控制三方面進(jìn)行研究。主要的內(nèi)容如下:(1)對(duì)本文的研究對(duì)象仿生鰭條二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,建立了仿生鰭條的基本運(yùn)動(dòng)方程和仿生鰭條與電機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換方程,揭示了其運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并通過運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,實(shí)現(xiàn)了對(duì)仿生鰭條運(yùn)動(dòng)形式直觀的展示。(2)仿生鰭條姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)研究,定義了運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系和仿生鰭條的運(yùn)動(dòng)姿態(tài),提出了基于四元數(shù)法的仿生鰭條運(yùn)動(dòng)姿態(tài)實(shí)時(shí)更新算法。提出了基于MEMS陀螺儀的仿生鰭條姿態(tài)測(cè)量方案并對(duì)測(cè)量系統(tǒng)硬件和軟件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),為監(jiān)控仿生鰭條運(yùn)動(dòng)和建立反饋控制系統(tǒng)提供支撐和保障。(3)對(duì)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析和處理,在分析姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)誤差源的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了仿生鰭條姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)誤差簡(jiǎn)化模型。采用基于Allan方差分析的簡(jiǎn)化方法,得到了基于ADXRS453和ADXRS290的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)中角速率隨機(jī)游走系數(shù)R、量化噪聲Q和零偏不穩(wěn)定性B...

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.14所示，此仿生推進(jìn)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)擺動(dòng)和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，

推進(jìn)器可達(dá)到最大速度約1.5m/s，最大潛深約50m，在水至3小時(shí)。推進(jìn)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，仿生機(jī)器魚的研究越來(lái)越深入，也被設(shè)計(jì)出來(lái)。年，石河子大學(xué)王衛(wèi)兵等[16]設(shè)計(jì)了一種新的仿生推進(jìn)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)陸地和水下的兩棲運(yùn)動(dòng)。如圖1.13所示，此兩棲仿生/鰭肢機(jī)....

圖1.16所示，該機(jī)

1.15中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)設(shè)計(jì)了一種仿生推進(jìn)機(jī)構(gòu)，如圖1面偏轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)仿生機(jī)構(gòu)，主要由電機(jī)、萬(wàn)向節(jié)、尾鰭等度為15°，尾鰭最大擺動(dòng)角度為30°，通過兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電表明，此仿生推進(jìn)機(jī)構(gòu)水下推進(jìn)最大速度可達(dá)0.60m有頻繁的正反轉(zhuǎn)切換，能提高推進(jìn)的運(yùn)動(dòng)效率[19]。1.16

圖2.6所示，電機(jī)與仿生鰭條的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換主要由局部放大部分完成，將仿生

11211sinsincospldlllφφ+（2.5）可知，在仿生鰭條的運(yùn)動(dòng)過程中，鰭條桿頂點(diǎn)的位方程，即仿生鰭條的基本運(yùn)動(dòng)方程為：11211cossincossinsinsinsincospppxlyldlzl....

圖3.4給出了ADXRS系列MEMS陀

3.33.4ADXRSMEMS陀螺儀大部分利用科里奧利效應(yīng)來(lái)測(cè)量角速度，通過內(nèi)部諧振質(zhì)元來(lái)模擬人在在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)中的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖3.4給出了ADXRS系列MEM螺儀典型的微機(jī)械結(jié)構(gòu)：諧振質(zhì)量塊、檢測(cè)電容、彈簧等。當(dāng)陀螺儀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)速度帶來(lái)的科里奧利加速度會(huì)引起質(zhì)量塊產(chǎn)生....

本文編號(hào)：3933219