機(jī)器魚以出色的游動(dòng)能力和適應(yīng)性,在面對(duì)復(fù)雜的水下環(huán)境時(shí)表現(xiàn)出了其優(yōu)越性,成為了機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。機(jī)器魚推進(jìn)方式主要有身體/尾鰭推進(jìn)模式和中央鰭/對(duì)鰭推進(jìn)模式兩種,目前研究多集中于單一的推進(jìn)方式,胸/尾鰭協(xié)同推進(jìn)的研究較少。同時(shí),機(jī)器魚的深度控制一直是研究熱點(diǎn),為實(shí)現(xiàn)機(jī)器魚沉浮主要有重心法、攻角法和魚鰾法三種方式。本課題以實(shí)驗(yàn)室自主設(shè)計(jì)的仿箱鲀機(jī)器魚,在胸尾鰭協(xié)同推進(jìn)的模式下,利用滑塊機(jī)構(gòu)和魚鰾機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)機(jī)器魚在三維空間的沉浮運(yùn)動(dòng),對(duì)機(jī)器魚的深度控制問題上做了以下的研究。1.在隨體坐標(biāo)系下,分析二自由度胸鰭和單自由度尾鰭的運(yùn)動(dòng)與流體之間的相互關(guān)系,通過旋轉(zhuǎn)矩陣,在空間坐標(biāo)系下建立了機(jī)器魚在流體中的動(dòng)力學(xué)模型。為解決運(yùn)動(dòng)控制中的魯棒性問題,使用中樞模式振蕩器(Central Pattern Generator,CPG)建立控制網(wǎng)絡(luò),來控制機(jī)器魚的運(yùn)動(dòng)。并基于所建立的機(jī)器魚動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)CPG參數(shù)進(jìn)行調(diào)整來實(shí)現(xiàn)基本運(yùn)動(dòng)模式,通過仿真結(jié)果表明,CPG控制具有較好的魯棒性。2.為了提高機(jī)器魚浮潛運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性以及姿態(tài)變化的上限,采用重心法和攻角法共同實(shí)現(xiàn)浮潛運(yùn)動(dòng)。在動(dòng)力學(xué)模型以及已經(jīng)建立的CP...

【文章頁(yè)數(shù)】：52 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 機(jī)器魚運(yùn)動(dòng)機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機(jī)器魚運(yùn)動(dòng)控制方法研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
2 機(jī)器魚運(yùn)動(dòng)控制建模
    2.1 機(jī)器魚機(jī)械結(jié)構(gòu)
    2.2 動(dòng)力學(xué)分析
    2.3 CPG控制網(wǎng)絡(luò)建模
    2.4 本章小結(jié)
3 基于攻角法/重心法機(jī)器魚深度控制方法研究
    3.1 攻角改變對(duì)機(jī)器魚俯仰運(yùn)動(dòng)的影響分析
    3.2 重心改變對(duì)機(jī)器魚俯仰運(yùn)動(dòng)的影響分析
    3.3 結(jié)合攻角法與重心法的俯仰運(yùn)動(dòng)控制
    3.4 仿真結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于魚鰾機(jī)構(gòu)機(jī)器魚俯仰運(yùn)動(dòng)控制
    4.1 魚鰾機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其對(duì)機(jī)器魚俯仰行為的影響
        4.1.1 魚鰾機(jī)構(gòu)對(duì)機(jī)器魚簡(jiǎn)單行為的影響
        4.1.2 魚鰾機(jī)構(gòu)對(duì)機(jī)器魚沉浮運(yùn)動(dòng)的影響
    4.2 仿真結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3806496