基于胸鳍辅助推进的仿生机器鱼

为提高仿生机器鱼游动的机动性能并完善传统尾鳍推进模式,设计一种基于胸鳍辅助推进的仿生机器鱼。将胸鳍与尾鳍推进模式相结合,采用正弦信号对仿生机器鱼的尾鳍进行控制,通过胸鳍来调整鱼体方向,从而实现上升及下降的动力提供。对机器鱼整体、主控系统、执行模块和通信模块进行设计,并通过实验验证。实验结果表明：该仿生机器鱼能够更灵活、更精确地实现浅水中前进、上升下潜以及盘旋、回转和制动,并通过人机交互对仿生鱼进行控制,结合其自主避障、图像传输等辅助功能,实现对海洋环境的实时监测。     

一种六自由度仿生机器海豚

为提升机动性与灵活度,设计一种具有图像传输功能的六自由度仿生机器海豚。对机器海豚的刚性头部、 偏航腰部和两关节俯仰尾部的四关节系统进行设计;采用Arduino Uno3 单片机输出PWM 信号控制7 路舵机,制定 电气系统控制方案和防水密封方案,利用PS2 手柄遥控机器海豚,通过尾部两关节上下摆动实现推进,腰部偏航关 节实现转弯,舵机驱动配重块和一对单自由度的胸鳍实现俯仰姿态调节,通过实验验证方案的可行性。结果表明, 该设计能实现机器海豚加减速前进、偏航、俯仰、原地转弯和双胸鳍拍水的运动姿态。     

三关节仿生机器鱼的设计与验证

为提高推进模式机器仿生鱼的游动效率,以鲨鱼为仿生对象,设计一种三关节仿生机器鱼平台。依据鯵 科鱼类游动机理,采用大扭矩舵机模拟鲨鱼的摆动,通过CPG 的控制算法实现机器鱼在不同速度档位的游动、转弯 等动作,通过PID 算法实现了机器鱼的定向巡航游动,并对机器鱼样机进行测试验证。测试结果表明,该设计可为 三关节仿生机器鱼设计提供参考。     

基于模糊控制的仿生机器鱼避障算法

在具有复杂性与不确定性的水环境下,针对无法建立精确的水下机器人控制数学模型问题,提出基于模糊控制的仿生机器鱼避障算法。将视线导航原理与模糊控制思想相结合,进行水下机器人路径规划。通过专家经验,设计一个模糊控制器,实时调整水下机器人的运动方向,并通过仿真实验验证该算法的有效性。仿真及实验结果表明：该算法能实时、稳定地提供水下机器人的运动路径,有效躲避障碍物,安全达到目标点。     

一种改进的仿真机器鱼花样游泳策略

针对国际水中机器人大赛2D仿真项目花样游泳中仿真机器鱼的游动优化问题,从整体思路、程序编写、仿真机器鱼游动3方面提出新策略.整体思路上采用渐变图案和动态画面展示完整的故事和主题;程序编写上利用标志和位姿采集使其模块化,以便于插入新动作程序;仿真机器鱼游动上采用特定的游动角度和游动时间优化直线游动,提升游动路线的直线度,并通过实验和比赛进行验证.验证结果表明:该策略有效地提高了花样游泳编队观赏性、整体协作性和技术难度等级,可为相关研究提供参考.     

仿生机器鱼机械结构使用综合加工技术的应用

为了改善现有仿生机器鱼外部结构存在的诸多问题,提出利用3D打印技术、线切割技术、数控加工技术制作仿生机器鱼头部和内部机械结构件的应用方法。通过CAD制作图纸,选用熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)技术的三维打印成型设备进行外壳制作,并利用雕铣机与线切割技术进行配合件加工。在环氧树脂和树脂清漆涂覆、精打磨再上胶的处理后,配合橡胶鱼尾能完成整个仿生机器鱼的测试。应用结果表明:3D打印以及相关机械加工技术可缩减原型制作时间、加快测试与迭代速度,对仿生机器鱼的加工与应用有较高的实用价值。     

一种2D 仿真机器鱼1vs1 比赛的模糊策略

针对2D仿真机器鱼1vs1比赛中采用的传统策略的不足,提出一种新的模糊控制策略。在分析目前比赛策略存在的问题的基础上,对机器鱼和水球之间在各种位置和距离情况进行分析,并介绍了该策略相比于其它传统策略的优点。实践结果表明：该策略编写的比赛程序在实际应用中取得了较好的效果。     

一种新型混合游动模式机器鱼的设计方案

为充分利用水流、水层密度差等水下条件来游动以达到节省电量、增大航程的目的,介绍了一种综合多种运动模式于一体的水下机器鱼设计方案。从机械结构、运动模式和控制系统3大部分入手详细介绍机器鱼的设计制作过程。对影响机器鱼游动的重要参数进行水下试验,利用Matlab对得到的数据离散化处理,进行曲线拟合,分析不同控制参数对同一款机器鱼的影响。实验结果表明：该设计新型机器鱼可实现9种运动模式,并能顺利切换原设计的多种游动模式。     

一种机器鱼的位姿镇定控制算法

通过研究机器鱼的位姿镇定问题,提出一个两阶段的控制律。2个阶段分为:快速游向目标点和精确的位姿调整。在第一阶段,通过使用一种改进后的比例导引控制律,使机器鱼快速游向目标点;在第二阶段,采用一种时变反馈控制律来精确调整其位置和方向。最后,在全局视觉实验平台上进行了机器鱼的推球实验,实验结果验证了该算法的有效性。     

机器鱼游动性能改善方法

为了提高机器鱼的推进速度和推进动力,对机器鱼尾鳍的大小和形状进行改善。通过分析仿生机器鱼的波动方程得到尾鳍面积与推力的关系,从鱼尾形状、鱼尾弧口深度、鱼尾大小、鱼尾软硬度4个方面出发,依次采用solidworks设计了鱼尾形状,根据2种软硬度下不同形状的游动速度,得到最佳形状及软硬度,在此最佳形状的基础上改变弧口深度,并通过实体实验确定了最佳鱼尾大小方案。实验结果表明:机器鱼的游动性能受鱼尾形状、大小、软硬度等多个因素共同影响,使用较软材料的月牙形鱼尾对鱼游行较为有利。     

混联结构无人直升机六自由度运动模拟平台设计

为解决传统并联式六自由度运动模拟平台各杆间关联性强、结构正解困难的问题,设计一种基于结构拆分的新构型模拟平台.基于并联结构与串联结构各自的优缺点,提出一种新式混联结构的六自由度构造,将3维线运动与3维角运动相拆分,使其正反解的运算量大大降低.为该运动模拟平台设计相应的控制系统,并进行仿真验证.通过仿真实验得到对应的运动状态反馈数据并用Matlab作图.仿真结果表明:该平台结构符合实际载体平台的运动规律和控制需求,可应用于无人直升机运动半实物闭环仿真实验过程中.     

引信单双自由度后坐保险机构性能分析

基于加强单双自由度后坐保险机构对比研究的目的,以双自由度后坐保险机构为立足点,求出了等效单自由度后坐保险机构,并就勤务处理的安全性与发射时的可靠性对两机构进行了动态仿真分析。可为单双自由度后坐保险机构设计提供理论借鉴。     

双自由度后坐保险机构的计算机动态仿真

在Workin Model 3D软件上对引信的双自由度后坐保险机构进行了有关计算机仿真计算，并结合具体实例进行了优化设计。     

六自由度电动平台系统模糊-前馈控制及仿真研究

针对以交流伺服电机驱动的电动六自由度运动平台系统的强耦合、非线性、强干扰特性,建立了电动平台单通道模型,并基于此设计了模糊一前馈控制器,为了提高系统的动态响应特性和抗干扰性设计了模糊自适应PID控制器,为进一步保证系统进入稳态后有较高的位置跟踪精度,接着引入了前馈控制,该前馈设控制设计为迭代控制器;仿真结果表明：将该设计方法应用于电动平台无论是系统的动态响应、鲁棒性、稳态精度较常规控制都有了明显的提升,满足六自由度电动平台系统的位置跟踪指标要求。     

火箭炮位置跟踪双自由度反推控制方法

针对火箭炮负载变化范围大、发射扰动力矩强和跟踪精度要求高等特点,提出了一种双 自由度反推控制方法。根据伺服系统数学模型进行逆向递推,设计了控制律,利用自由度因子调整 控制参数,并通过Lyapunov 函数证明了闭环控制系统的稳定性。对系统外界干扰及参数摄动的位 置控制进行了仿真研究,并实验研究了系统调转、等速及正弦跟踪特性。仿真与实验结果表明,该 方法保证了系统的响应速度和控制精度,对负载扰动和参数摄动具有很强的鲁棒性。     

用于姿态调节的并联机器人设计方法

提出一种基于反螺旋理论的设计,给出了用于调节姿态的具有3个转动自由度的并联机器人的设计方法。分析了产生平台奇异时3条支链的反螺旋的线性关系。结合这一分析,利用3条支链对平台所提供的特殊约束,彻底避免平台奇异现象。得出设计这一类结构的运动副组成类型和空间放置原则。最后,用这一方法设计几个新的机构作为范例。