一种仿生机器鱼及其控制参数优化方法技术

本发明专利技术公开了一种仿生机器鱼及其控制参数优化方法，其中，该仿生机器鱼包括微处理器，所述微处理器与驱动模块相连，用来控制仿生机器鱼的运动；所述微处理器还与充电电池相连，所述充电电池还与无线充电模块相连；所述无线充电模块包括设置于仿生机器鱼上的无线充电接收端机构和固定在水池中的无线充电发射端机构；微处理器还与Zigbee模块相连，Zigbee模块用于实现仿生机器鱼的定位以及多条仿生机器鱼之间的相互通信；所述微处理器被配置为：根据极限环CPG网络控制模型来构建仿生机器鱼的数学模型；采用PSO算法对仿生机器鱼的数学模型中的参数进行优化。

Bionic robot fish and control parameter optimization method thereof

The invention discloses a bionic robot fish and control parameter optimization method, wherein, the bionic machine fish includes microprocessor, the microprocessor and the drive module is used to control the robot fish motion; the microprocessor is connected with a rechargeable battery, a rechargeable battery and wireless charging module; the wireless the charging module includes a wireless charging set on the receiving end of biomimetic robot mechanism and wireless charging fixed in the tank in the transmitter mechanism; the microprocessor is also connected with the Zigbee module, the Zigbee module is used for communication between the orientation of bio inspired robotic fish and a plurality of bionic robot fish; the microprocessor is configured to: according to the mathematical model of limit cycles of CPG network control model to build biomimetic robotic fish; the parameters of PSO algorithm of the mathematical model of the robotic fish in Optimize.

【技术实现步骤摘要】
一种仿生机器鱼及其控制参数优化方法
本专利技术属于仿生机器鱼领域，尤其涉及一种仿生机器鱼及其控制参数优化方法。
技术介绍
随着机器人技术的发展，鱼类(机器鱼)被广泛应用到水下任务中。相比较传统的水下航行器具有更多的优势，因为在有效地推进和高操纵性上表现了比较优越的性能，它具有更高的灵活性以及易操作性。传统的水下机器人主要是通过模仿鱼类的运动以及鱼类的推动机制进行研究来确定机器人的运动控制规律，但由于运动学以及流体力学的复杂性，所建立的数学模型就很复杂。研究人员通过研究生物学发现，鱼类的节律性运动是通过神经元中的中枢模式发生器(CPG)来进行控制的。CPG控制是在没有任何控制和输入信号的情况下产生节律性信号，从而控制生物的节律运动。同时，它还具有良好的鲁棒性，适应性，容易调节等优点。Brown最早提出了由两类相互抑制的神经元振荡器组成基本的神经元网络模型。第一个比较典型的CPG生物模型是由Grillner等提出的七鳃鳗CPG模型。经过了研究人员长期的研究建立了多种类型的CPG数学模型以用于控制机器人。绝大部分CPG模型都是由几个参数构成的微分方程，模型中的参数都会对机器鱼的运动模式，稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿生机器鱼，其特征在于，仿生机器鱼放置于水池内；该仿生机器鱼包括：微处理器，所述微处理器与驱动模块相连，用来控制仿生机器鱼的运动；所述微处理器还与充电电池相连，所述充电电池还与无线充电模块相连；所述无线充电模块包括设置于仿生机器鱼上的无线充电接收端机构和固定在水池中的无线充电发射端机构；所述微处理器还与Zigbee模块相连，所述Zigbee模块用于实现仿生机器鱼的定位以及多条仿生机器鱼之间的相互通信；所述微处理器被配置为：根据极限环CPG网络控制模型来构建仿生机器鱼的数学模型；采用PSO算法对仿生机器鱼的数学模型中的参数进行优化，其优化过程为：设定算法参数，所述算法参数包括学习因子、最大迭...

【技术特征摘要】
1.一种仿生机器鱼，其特征在于，仿生机器鱼放置于水池内；该仿生机器鱼包括：微处理器，所述微处理器与驱动模块相连，用来控制仿生机器鱼的运动；所述微处理器还与充电电池相连，所述充电电池还与无线充电模块相连；所述无线充电模块包括设置于仿生机器鱼上的无线充电接收端机构和固定在水池中的无线充电发射端机构；所述微处理器还与Zigbee模块相连，所述Zigbee模块用于实现仿生机器鱼的定位以及多条仿生机器鱼之间的相互通信；所述微处理器被配置为：根据极限环CPG网络控制模型来构建仿生机器鱼的数学模型；采用PSO算法对仿生机器鱼的数学模型中的参数进行优化，其优化过程为：设定算法参数，所述算法参数包括学习因子、最大迭代次数和粒子的维数；初始化种群，其中初始种群是由随机产生的若干个粒子组成的；计算粒子的适应度值；找出个体极值和群体极值，再进一步的进行更新迭代直到输出最优解。2.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述微处理器还与语音控制模块相连。3.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述微处理器还与移动终端相互通信。4.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述仿生机器鱼内还嵌入有LED灯，所述LED灯与微处理器相连。5.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述驱动模块为压电陶瓷驱动模块。6.如权利要求1所述的一种仿生机器鱼，其特征在于，所述无线充电接收端机构包括：电量检测模块、接收线圈、无线充电接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪明，李旭，董慧芳，邱实，田崇翼，王玉玲，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37