全局视觉水中机器人竞赛中击球部位的研究

击球部位的选择在水中机器人比赛中起着重要作用。本文简要介绍了机器鱼水球比赛以及机器鱼的结构,并运用高等数学上的分类讨论方法对机器鱼在不同区域、不同状态、不同位置区时的较优击球部位进行了研究分析,为比赛人员编写比赛策略提供了一些借鉴和帮助。     

微小型仿生机器鱼设计与实时路径规划

提出一种结构紧凑, 运动灵活, 装配多传感器, 可自主游动的微小型仿生机器鱼系统设计方案. 在仿鲹科加月牙尾模式鱼类运动研究的基础上, 给出了微小型机器鱼推进、转弯等运动的控制方法. 结合运动控制和传感器信息处理, 给出了基于红外传感器的自主避障算法和基于光敏传感器的主动趋光算法, 进而提出了基于这两种传感器信息感知的动态光源跟踪方法. 通过实验, 给出了机器鱼尾部摆动频率、幅度和运动速度之间的关系, 验证了机器鱼追踪动态光源算法, 表明了本文所提系统设计方案和算法的有效性.     

适用于鱼肉中氯霉素检测的抗体包被金磁纳米微粒修饰安培免疫传感器研究

研制了基于氯霉素抗体包被Fe3O4/Au金磁纳米微粒(GMP)和三乙撑四胺铜(II)(CuL)共固定修饰平面热解石墨电极的安培免疫传感器(PRG|CuL / anti CAP-GMP),用于测定鱼肉中CAP含量.该免疫传感器是利用外加磁场,将anti CAP-GMP吸引到CuL修饰的PRG电极(PRG|CuL)表面制备而成.CuL对H2O2还原具有良好的电催化能力,当该传感器在含CAP样品液中温育后,CAP与电极表面的anti CAP的免疫结合物导致CuL对H2O2的催化还原电流(I)降低,电流下降值(△I)和CAP浓度成正比,可用于CAP定量测定.在25℃的pH=6.5磷酸盐缓冲液(PBS)中温育30 min,该传感器对CAP的检测线性范围为0.6~110 ng/mL,检出下限为0.092 ng/mL(3σ法).应用于鱼肉中CAP检测并与传统的液相色谱法(HPLC)比较,结果一致,其添加回收率在97%~104%之间.该免疫传感器集分离、富集为一体,电极表面可更新,检测灵敏快速,对于水产品中痕量氯霉素分析提供了一种新颖的方法.     

基于改进旗鱼算法的综合能源系统能量管理

综合能源系统在实现可再生能源利用中具有重要价值。为使系统中各设备出力得到进一步优化,将生物质能与综合能源系统相结合,并且将各个时刻的柔性负荷纳入能量调度,构建了一种沼气发电系统、光伏发电系统与微型燃气轮机驱动下的源-储-荷协同多目标能量管理模型。以系统与主电网的交互及燃料费用、惩罚费用和设备投资及运行费用为优化目标,以用户综合用能满意度、新能源利用率和电能自治程度为评价指标,求解模型最优配置。利用非线性攻击方式、差分变异策略、哈里斯鹰算法中的软包围策略及防止算法停滞策略来改善旗鱼算法的全局搜索能力。通过算例对比分析表明,所提出的改进算法和能量管理模型在不同场景下均有效地提高了经济效益和环保效益,并且改进旗鱼算法在全局寻优和搜索精度等方面具有优势。     

天然活性包装膜在冷冻肉贮藏中的应用研究进展

目的 对天然活性包装膜在冷冻肉贮藏中的应用研究进展进行总结,为后续研究提供理论参考。方法 在介绍反复冻融对冷冻肉品质影响的基础上,围绕天然活性包装膜的功能成分、成膜工艺及其在冷冻肉贮藏中的应用研究予以阐述,讨论现有研究的局限性和今后的研究方向。结果 冻融过程中冰晶的反复形成影响冷冻肉体系的细胞结构和理化性质,加剧肉品品质下降;天然活性包装膜可以通过降低干耗、抑制氧化等延长肉品货架期。结论 天然活性包装膜可有效保护冷冻肉品,在肉品保鲜领域具有广阔的应用前景。     

基于微处理器的鱼群探测器设计

为了提高鱼群探测器的应用范围,进一步扩展探测器的功能,该文提出一种基于ARM9控制器和嵌入式Linux操作系统的鱼群探测器的设计方法,并在此基础上开发并完成系统的硬件电路和相应的系统应用软件。该鱼群探测器是基于S3C2440微处理器,采用GPIO接口控制发射器发射电子脉冲,通过传感器将其转换成声波并发射到水中,接收器接收回声,并通过解码芯片进行解析;最后,通过触摸屏控制系统采集数据,由声纳装置记录下声纳曲线。实际应用表明,该探测器具有较好的效果。     

一种人工鱼算法与捕鱼算法相结合的优化方法

在分析人工鱼群算法和捕鱼算法存在不足的基础上,提出了一种人工鱼群算法(AFSA)与采用捕鱼策略的优化算法(FSOA)相结合的混合算法。该算法在优化初期使用AFSA算法搜索局部最优域,而在优化后期则使用FSOA算法在优化前期所初步确定的局部最优域中搜索最优解。实验计算结果表明,该算法具有优化精度高、收敛速度快的特点。     

机器鱼在线功率检测系统设计与实现

水下仿生机器鱼由于其高效而灵活的水下运动而受到广泛关注.至今,人们对于水下机器人的研究主要集中在运动仿生以及动力学机理解释等方面,对于机器鱼的运动中的实时功率消耗研究还几乎空白.其中一个主要原因是水下机器人的功率消耗不能直接实时获得,因而提出了一个实时在线高速功率测量系统,通过该系统能够实现5000S/s的采样速率,获得精确的机器鱼在水中运动下的实时功率,从而为后期提高机器鱼游动效率的研究做基础铺垫.一系列实验证明了其对水下机器人的实时效率检测的有效性.此外,实现对机器鱼的功耗评估能够更好地为设计节能型水下航行器提供有力的指南.     

改进的人工鱼群算法及其在无线定位中的应用*

摘 要：人工鱼群算法是一种基于动物行为的群体智能优化算法。针对基本鱼群算法收敛速度慢和在算法运行后期搜索盲目性较大等问题,给出了一种改进的鱼群算法。该算法采用可变视野,在搜索的后期使用随机步长,并给出了局部最优人工鱼移动策略,较好地平衡了全局搜索能力和局部搜索能力;在假设目标函数分布未知的情况下,规范了人工鱼的各种行为,给出了明确的收敛条件。在文章最后,结合蜂窝网中以功率值作为测量参数的无线定位问题,给出一种基于人工鱼群算法的分布式定位方法。仿真实验表明,该方法实现简单,全局搜索能力强,满足了定位的有效性和实时性。     

Optimal design and motion control of biomimetic robotic fish

This paper is concerned with the design, optimization, and motion control of a radiocontrolled, multi-link, free-swimming biomimetic robotic fish based on an optimized kinematic and dynamic model of fish swimming. The performance of the robotic fish is determined by both the fish＇s morphological characteristics and kinematic parameters. By applying ichthyologic theories of propulsion, a design framework that takes into consideration both mechatronic constraints in physical realization and feasibility of control methods is presented, under which a multiple linked robotic fish that integrates both the carangiform and anguilliform swimming modes can be easily developed. Taking account of both theoretic hydrodynamic issues and practical problems in engineering realization, the optimal link-lengthratios are numerically calculated by an improved constrained cyclic variable method, which are successfully applied to a series of real robotic fishes. The rhythmic movements of swimming are driven by a central pattern generator （CPG） based on nonlinear oscillations, and up-and-down motion by regulating the rotating angle of pectoral fins. The experimental results verify that the presented scheme and method are effective in design and implementation.