一种仿生长鳍波动推进器运动控制方法技术

技术编号:4173776 阅读:161 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术一种仿生长鳍波动推进器运动控制方法,针对不同的长鳍波动推进器运动模式设定相应的控制参数和初始值,依据输入的控制参数和初始值利用欧拉方法迭代求解中枢模式发生器模型微分方程,利用迭代计算过程中中枢模式发生器模型的输出振幅值计算长鳍波动推进器上各鳍条的摆动角度,通过脉宽调制波产生器将摆动角度转化成舵机控制量协调控制长鳍波动推进器上的多个舵机,使长鳍波动推进器产生稳定连续的节律的波动运动,实现前进、后退、急停、转弯和快速启动。该方法简单、可靠,易于实现,计算量较小,能满足长鳍波动推进器多路舵机协调控制的实时性要求。

Motion control method of undulatory fin undulatory propulsion device

Control method of propeller fin movement growth of the present invention relates to an imitation, for different fin thruster motion mode setting control parameters and the corresponding initial value, according to the control parameters and initial input values by using Euler iterative method central pattern generator model of differential equation, the output amplitude of the central pattern generator model using the iterative process of calculation value calculation of fin propeller on the fin swing angle, through the pulse width modulation wave generator will be transformed into the swing angle of steering control rudder machine control multiple fin propeller coordination, the movement of the fin propeller to generate stable continuous rhythm, realize forward and backward, stop, turn and fast start. The method is simple and reliable, easy to implement and less computation. It can meet the real-time requirements of coordinated control of long fin undulatory thrusters and multi servos.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机电一体化
,涉及水下仿生长鳍波动推进器的运 动控制方法。
技术介绍
鱼类的推进方式可以分为两种, 一种是身体/尾鳍推进方式(BCF方 式)鱼体通过身体的波动运动或尾鳍的摆动运动产生推进力;另一种是奇鳍/对鳍推进方式(MPF方式)鱼体通过背鳍或腹鳍这样的奇鳍,或如胸鳍这样的对鳍的运动来产生推进力。BCF方式在静水环境、高速游动状 态下拥有很好的加速性能和很高的游动效率,而MPF方式在紊流环境、 低速运动状态下灵活性和抗扰动性较强,游动效率较高。受机构和控制系 统设计复杂性的制约,早期仿鱼类水下推进系统的设计主要采用BCF方 式和MPF方式中的胸鳍摆动方式。随着工程技术的发展,MPF方式中的 波动鳍推进方式正受到越来越多的关注。国内外将这种推进方式应用于水 下雅进器研究的有新加坡南洋理工大学仿照鳐鱼研制开发了长鳍波动推 进系统;日本大阪大学研制了依靠两侧长鳍波动推进的游动机器原型系 统;美国的西北大学也研究了长鳍波动推进运动产生推力的机理,建立了 长鳍波动推进实验系统;国防科技大学在对"尼罗河魔鬼鱼"游动机理的研 究基础上,研制开发了一套长鳍波动推进系统。目前对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
长鳍波动推进器控制方法,其控制步骤包括: 步骤S1:选取长鳍波动推进器的运动模式; 步骤S2:对选取的长鳍波动推进器的运动模式设定中枢模式发生器模型微分方程的输入参数; 步骤S3:对选取的运动模式设定中枢模式发生器模型微分 方程的初始值; 步骤S4:设定求解中枢模式发生器模型微分方程的数值计算方法中的迭代计算步长; 步骤S5:在给定中枢模式发生器模型微分方程的全部参数、初始值和计算步长基础上,利用欧拉方法解出中枢模式发生器模型微分方程的数值解,该数 值解为计算长鳍波动推进器舵机控制输出量所必须的中间变量; 步骤S6:依据中枢模式发生器模型...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王硕谭民董翔
申请(专利权)人:中国科学院自动化研究所
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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