基于增强式学习的仿生机器鱼避障控制

研究了仿生机器鱼的自主避障控制,提出了一种集成超声和红外传感器的仿生机器鱼系统设计方案,为机器鱼安装了3个超声传感器和3个红外传感器.针对此仿生机器鱼系统,提出了一种基于增强式学习的仿生机器鱼自主避障控制策略,给出了状态集和行为集,采用当场奖励和延时奖励相结合的方法,通过学习获得了有效的状态行为组合.仿真实验验证了学习结果的有效性.     

仿生机器鱼运动方向的模糊控制研究

结合仿生机器鱼运动的三种转弯模式,设计了一种用于机器鱼运动方向控制的模糊控制器,并阐述了具体算法的实现。实验结果表明,该方法是有效的,且具有较好实时性,能够满足多仿生机器鱼协调协作研究的需要,并为未来机器鱼的实际应用奠定了良好基础。     

仿生机器鱼水球比赛控制平台视觉子系统

文章介绍了仿生机器鱼水球比赛的背景知识,分析了机器鱼软件控制平台的系统结构,详细介绍了视觉子系统的组成、功能及实现方法。实验表明,该系统能较好地满足比赛图像识别要求。     

同步跟随式电磁悬浮驱动器的力学分析与测试

设计了一种基于磁场同步跟随的多自由度电磁悬浮式微驱动器,该驱动器悬浮单元和驱动单元相互独立,在一个机构中构建了集驱动、测量和控制于一体的磁悬浮微驱动新方法.通过对该驱动器的受力分析,得到了驱动器多自由度运动状态的数学方程.采用电涡流传感器和DSP控制器,建立了该微驱动器的测控系统,实验结果表明,该驱动器具有较强的稳定性与驱动能力,验证了力学分析的正确性.     

基于主动建模的自主移动机器人自适应容错控制

针对非线性自主移动机器人可能发生的驱动器故障,提出了一种新的自适应容错控制方法,即基于主动建模的逆动力学控制(IDC)方法.无色卡尔曼滤波(UKF)非线性估计方法用于对系统进行主动建模--状态和故障参数的在线联合估计,含有可调参数的逆动力学控制器用于根据UKF的估计结果进行控制策略的重构.仿真实验证明,具有主动建模的控制器能够有效地补偿系统的驱动器故障,使故障后的系统仍具有令人满意的性能.     

基于优先级预测器的无线网络化控制系统的动态传输策略

本文针对无线通信网络中存在丢包的多包传输无线网络化控制系统(WNCSs),提出了一种基于预测器的动态传输策略,在几乎不增加信道资源占用的情况下显著提升系统稳定性。在多包传输的无线网络化控制系统中,由于通信资源的限制,传感器到控制器间的数据传输中出现丢包问题,影响控制系统性能。针对这个问题,本文首先设计了优先级预测器来预测下一时刻每个传感器数据对系统稳定性的影响,帮助系统决策每个传感器的发送优先级;再通过传输调节器对不同优先级传感器补偿相应的随机退避时间上限,进而让优先级高的传感器在随机退避的方式下优先传输;然后在此策略下设计控制器使系统稳定;最后通过数值仿真验证了本文策略的有效性。     

基于组态软件和PLC的机翼精加工水平测控系统

利用Modbus通信协议及工业控制计算机(IPC)、组态软件、可编程控制器(PLC)、位移传感器设计开发出机翼精加工水平测控系统.该系统实现了自动/手动自由切换控制、数据的集中管理、传感器的校正、故障报警及检测等多方面功能,为精加工的快速、精确、安全运行提供了保证.该系统投入运行后,较好地实现了工艺控制要求,测控过程稳定可靠,具有较高的性价比,是一种较经济的测控系统.     

行波推进仿生机器鱼

介绍5种常见的鱼类游动模式,分析讨论仿生机器鱼的生物学原型。基于对裸臀鱼属（gymnarchus niloticus）与裸背鳗属（gymnotus carapo）活体鱼的实验研究,建立了长背鳍扭转行波动态曲面的数学模型。依靠长鳍行波实现推进与控制的新型仿生机器鱼,其基本结构是“刚性身体”与“柔性背鳍”的组合,这有利于改善现有摆动式机器鱼的技术性能。裸臀鱼属与裸背鳗属鱼类可作为发展特种机器鱼潜艇的生物学原型,以提高现行水下航行器的效率和机动性能。     

基于绝缘弹胶物的驱动传感研究现状评述

电活性聚合物(EAP)在外电场作用下变形大且物性与动物肌肉类似,在需要轻型、微型、柔性及仿生机器驱动和传感的领域具有极大的应用潜力,形成了一个崭新的多学科交叉研究领域.绝缘弹胶物(DE)是EAP的一种,本文综合介绍绝缘弹胶物在电场驱动下响应的基本原理和特性,介绍可能的应用领域,介绍JPL和SRI等几大主要的研究机构的研究方向、研究现状和研究成果,如直线驱动器、弯曲辊二自由度驱动器、微型六腿机器人、泵、阀门、螺旋及叠片式驱动器和MEMS等,最后总结了目前存在的问题和未来的研究趋势.     

聚(D,L-乳酸)基仿生聚合物材料的合成与表征

探索一种新型聚乳酸基仿生聚合物材料的制备新方法.具体实验步骤是:利用聚乳酸上叔碳原子的自由基反应活性,在过氧化二苯甲酰的催化作用下,将马来酸酐引入聚乳酸侧链上,以此提供高反应活性的酸酐键;然后利用酸酐基团与-NH2发生N-酰化反应这一特点,将脂肪族二胺引入聚乳酸侧链上,从而克服聚乳酸降解产物的体液环境呈酸性的缺陷;再用碳二亚胺作缩合剂,在二胺改性聚乳酸材料中共价引入一种细胞粘附肽段Arg-Gly-Asp-Ser(RGDS),赋予材料生物活性和生物特异性,这样就制备了一种新型聚乳酸基仿生材料.采用MALLS、FTIR和XPS对仿生材料进行结构表征;采用罗丹明比色法、茚三酮显色法和氨基酸分析仪检测法对仿生材料中的马来酸酐、二胺和粘附肽RGDS进行定量测定.结果表明,按文中所述之制备技术,在不改变聚乳酸材料主链结构的前提下,该仿生材料中粘附肽RGDS的含量是5.12μmol/g.这就形成了一种具有类似细胞外基质的新型仿生材料.