基于柔性长鳍波动推进的仿生水下机器人设计与实现

以基于柔性长鳍波动推进的仿生水下机器人试验模型为背景，主要研究其设计与实现问题．首先，介绍了仿生水下机器人试验模型的设计原则及其系统总体结构，然后重点研究了仿生柔性长鳍、主控模块与通讯系统、运动控制子系统的设计方法、系统构成和工作原理，最后介绍了试验模型的系统测试与航行试验结果及其结论，并指出了仿生水下机器人试验模型的改进重点和柔性长鳍波动推进技术今后的研究方向．基于柔性长鳍波动推进的仿生水下机器人试验模型的研制成功，初步验证了柔性长鳍波动推进方式应用于水下机器人推进控制系统在原理上和技术上是可行的．     

DIS中的坐标系统及坐标转换

近几年来,国内正在蓬勃开展对DIS的研究,然而对DIS坐标系统及其转换的研究还不多见。DIS采用地心空间直角坐标系（Geocentric)作为世界坐标系,而现有的大多数仿真器都采用拓扑中心坐标系（Topocentric)或大地坐标系（Geodetic)等坐标系作为世界坐标系。文中旨在介绍DIS标准坐标系及其它几种相关坐标系,并在不同坐标系之间建立了坐标转换关系,同时讨论了不同坐标系中姿态的不同表示方法。算法已应用到我们开发研制的网络接口部件NIU中。     

一种并联式油电混合动力多轴飞行机器人设计及实验

多轴飞行机器人与固定翼飞机相比具有可悬停、可垂直起降的优势;涵道推进器在同等直径下具有更大的吸收功率和推力。本文结合两者优势,设计并试验了一种并联式油电混合动力的多轴飞行机器人,并针对该飞行机器人悬停定位精度和续航时间展开研究。通过实验证明,该飞行机器人能够在空中保持稳定悬停,与单一电驱动的飞行机器人相比,续航时间更长,有效载荷重量更大。     

微波烧结制备高电位梯度ZnO压敏电阻的研究

利用微波烧结技术制备高电位梯度ZnO压敏电阻.将ZnO和PbO、B2O3、Co2O3、MnO2粉体按照化学计量比混合,将所得的粉体经干燥、650℃预烧、700～900℃烧结、成型;对比了不同温度下常规烧结和微波烧结对ZnO压敏电阻电性能的影响,同时研究了烧结温度对ZnO压敏电阻电性能的影响;并采用SEM和XRD对烧结试样结构进行表征.结果表明,微波烧结所制备样品内部的晶粒生长均匀,平均粒径为200～500 nm,试样压敏电压为800～1000V/mm,试样漏电流为80～120μA.     

一种基于Allan方差方法的激光陀螺性能评价方法

Allan方差分析方法是一种在时域上对频率稳定性进行分析的通用方法,它可以有效分离各种误差的相互影响,辨识出各项误差系数,国内外广泛采用该方法对激光陀螺进行分析.该文讨论了一种简便的激光陀螺性能评价方法,并对某国产激光陀螺的输出数据进行分析,实验结果表明,国产激光陀螺在采用倍频电路后量化噪声大大减小,不但提高了对各误差系数的估计精度,同时需要的数据量也大大减少.     

一种新型人工神经元振荡器的设计与应用

神经元振荡器在动物神经系统感知、运动、记忆等方面发挥重要作用，设计人工神经元振荡器不但可用研究生物神经元振荡器机理，而且可用于设计仿生机器人的仿生神经网络控制系统。本文首先提出了一种新型人工神经元振荡器，该振荡器由两个神经元构成，神经元自身存在非线性反馈联接，两者之间为线性突触联接。然后证明了其存在稳定的、近似圆形的极限环，振荡的收敛速度、幅度和频率分别由动力学方程中的三个参数独立控制。最后介绍了采用这种振荡器设计的鱼形机器人新型仿生神经网络控制系统，该控制系统可以实现对包括启停、稳定游动等动作的良好控制。     

柔性长鳍仿生水下推进器测控系统的设计与实现

针对新型柔性长鳍仿生推进器试验装置的控制节点多、实时性强、传感数据量大的要求,设计并实现了基于CAN总线的多层分布式测控系统;对测控系统的分层结构、硬件构成和软件设计进行了详细分析,上层进行推进器运动参数设定和状态信息采集,中层通过CAN总线对分布在推进器各个仿生关节的一组控制节点进行实时控制,底层每个仿生关节采用伺服电机和单片机构成相互独立的控制节点;该系统已经投入使用,试验过程表明,该系统具有数据采集速率高、控制实时性强、操作简便等特点,完全满足仿生推进器试验装置的测控需求.     

新型致动器在仿鱼机器人中的应用

致动器是决定仿鱼机器人运动性能的关键部件.本文介绍了离子电动聚合物、形状记忆合金、压电体、气动人工肌肉和动物活体肌肉等各种新型致动器在仿鱼机器人中的应用情况,对它们的性能进行了比较分析.     

仿生波动鳍的试验研究

波动鳍是某些MPF鱼类的重要推进器,它通过在水中的波动来产生推进和机动所需的操控力和操控力矩.通过观察可知,波动鳍具有非常优秀的低速稳定和机动性能,可作为传统水下推进器的一种有益补充.该文从波动鳍的推进机理出发,设计了一种仿生波动鳍试验装置,该装置采用"鳍条-柔性蹼"结构,由9根鳍条组成,且每根鳍条均由一个舵机进行独立控制.针对载体推进速度与仿生波动鳍的波频、波幅、波长和波传播方向的关系开展了水池试验研究.试验结果表明,通过对仿生波动鳍的波动进行控制,能够使载体实现灵活的正逆向推进,且不同的波动参数对推进速度和推进效率有较大影响.