仿生機(jī)器魚尾鰭推進(jìn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、近年來，仿生機(jī)器魚的研究成為仿生科研領(lǐng)域的一個研究熱點。仿生機(jī)器魚是采用魚類游動的高速、高效率、機(jī)動性好、低噪聲等特點的推進(jìn)方式，其研究內(nèi)容具有重要的現(xiàn)實意義和直接的應(yīng)用價值。機(jī)器魚的研究工作涉及到很多不同的研究領(lǐng)域，如數(shù)學(xué)、水動力學(xué)、仿生學(xué)、人工智能、控制理論、材料學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、機(jī)械學(xué)、通訊、傳感器技術(shù)等等。本文在對機(jī)器魚的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述和分析的基礎(chǔ)上，對機(jī)器魚的仿生運動及其實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　本文以鲹科推進(jìn)模式魚類為

2、仿生研究對象，通過對鲹科模式魚類游動機(jī)理的分析研究，設(shè)計了三自由度仿生機(jī)器魚的兩關(guān)節(jié)尾鰭推進(jìn)系統(tǒng)。建立了參數(shù)化的兩關(guān)節(jié)尾鰭運動的數(shù)學(xué)模型，并對推進(jìn)過程進(jìn)行了運動學(xué)、動力學(xué)分析，從理論上計算了兩關(guān)節(jié)尾鰭推進(jìn)系統(tǒng)所產(chǎn)生的推進(jìn)力。
　　針對所設(shè)計的仿鲹科機(jī)器魚兩關(guān)節(jié)尾鰭推進(jìn)系統(tǒng)的物理模型，采用伺服電機(jī)驅(qū)動的方式，設(shè)計了一套伺服控制系統(tǒng)，包括運動控制器、關(guān)節(jié)驅(qū)動伺服電機(jī)的伺服控制單元、關(guān)節(jié)驅(qū)動伺服電機(jī)和編碼器等。建立了整個推進(jìn)系統(tǒng)的硬件控