机器鱼的侧线实验平台设计和运动模态控制

来源 :华东交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:daocaoren666666
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
仿生机器鱼是最近比较火的机器人研究分支,较以前传统的螺旋桨推进的水下机器鱼,有更高的游动效率和更多的游动模态。侧线系统是鱼类重要的感知器官,鱼类能够通过侧线系统对自身周围水环境的压力及流速进行精确感知,从而辨别周围的环境进行地图构建,实现交互学习、捕食、避敌等行为。虽然侧线系统对于鱼类感知周围环境如此重要,但目前的水下航行器还没有携带类似鱼类侧线器官的感知器——人工侧线系统,因而研究人工侧线系统具有重要的意义。本文以一款自主式仿生盒子鱼(简称自主鱼)为平台,在自主鱼上集成人工侧线系统,利用带有人工侧线系统的自主鱼实现对自身周围水压力的感知,从而识别与其邻近的其他机器鱼的相对位姿及运动状态,为群体水下机器人的相互感知提供了新的方式。本文的主要研究内容如下:  首先,介绍自主鱼平台。当前大多数水下航行器都是采用螺旋桨推进,本文中自主鱼采用类鱼游动方式,利用尾鳍的摆动获得推进力,其更加高效灵活。以自主鱼为载体在自主鱼上集成了人工侧线系统,对自主鱼中人工侧线系统的软硬件进行调试,为人工侧线的实验打下坚实的基础。  其次,为了验证人工侧线的功能,本文设计了人工侧线的实验装置。人工侧线以压力传感器为感知单元读取数据。每次实验时间过长,不能实时取出数据并验证数据。自主鱼在水中游动的过程中由于水面波动以及机器鱼自过长身摆动会对水流产生影响,因而其自身周围环境复杂不利于数据的分析。基于这个原因本文设计了六轴辅助移动实验装置,将机器鱼固定在六轴移动端,利用六轴带动机器鱼在水槽中运动,使变量单一化便于去除复杂的实验干扰因素。并实现传感器数据实时上传,方便即使分析数据的好坏。  最后,介绍一种方法测定自主鱼各个方向角的传递函数。由于机器鱼在水下工作环境的复杂,很难通过理论分析来得到准确的运动学模型。本文通过一系列的开环实验,获得输入和输出,并求出机器鱼偏航角的开环传递函数。
其他文献
在现代社会,自动化生产技术已广泛渗透到各行各业之中。而精确高效的生产制造技术离不开相应精度的测量技术,当前此两者的之间的矛盾越来越突出。以计算机视觉为理论基础的自
高速动车组制动系统是动车组的重要组成部分,也是列车得以安全运行的保障。随着我国和谐系列(CRH)动车组的迅速发展,对列车的制动系统也提出了更高的要求。目前,列车制动主要
随着无人机军事价值的日益凸显,未来战场上无人机将是主力军之一,其面临的飞行环境将越来越复杂,无人机在线实时航迹规划技术将成为必然的发展趋势。本文针对无人机巡航阶段实时
21世纪是一个以网络为媒介的信息交互时代,网络深刻地影响科学技术的发展。时钟同步是网络化系统中的一个经典论题,伴随着现代工业现场网络系统复杂程度、结构规模、业务量的不
高速动车组作为一种新型的交通运输方式,给人们出行带来了很多便利。近年来,我国的高铁行业得到迅速的发展,高铁运营总里程已经突破2万公里,高速动车组运行速度也达到300km/h
近年来,伺服驱动技术在各种新理论、新技术的推动下发展迅速,在数控机床、航天技术、高精密仪器等各领域得到了广泛的应用。但我国自主研发的产品无论是性能还是稳定性都和国外产品存在一定的差距。论文以五轴精密试验台为背景,在永磁同步电机控制理论的基础上,构建了控制系统结构,以混沌粒子群算法为控制系统PI优化算法,对主轴电机控制系统的PI参数优化进行了研究。首先,建立了永磁同步电机在两相旋转坐标系下的数学模型
分类是将给定的数据划分到预定义的数据类中的过程,在数据挖掘和机器学习中是非常重要的一个学科分支并有着广泛的应用和研究。根据数据属于单个类还是多个类,分类分为单标签
视觉检测理论来源于计算机视觉,是计算机视觉技术在外形尺寸检测方面的应用。基于计算机视觉理论的视觉检测技术,具有非接触、高精度和不干扰生产线的优点,在工业生产等领域
作为一个发展较为成熟的新兴燃烧技术,循环流化床锅炉因其燃烧效率高、煤种适应性广等优点,正好与能源和环境这两个当今社会发展的主题相契合,在我国电力行业得到了广泛的应
随着信息化建设的进一步推进,数字集群通信系统作为新一代的专用移动通信系统,在国内外发展迅速。由于数字集群系统具有较高的频带利用率、更完善的指挥调度功能、更多样化的