為設(shè)計(jì)一款具有高效推進(jìn)性能的機(jī)器海豚,從結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力建模和控制四個(gè)方面展開(kāi)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。在結(jié)構(gòu)方面,運(yùn)用瞬態(tài)分析方法優(yōu)化了尾鰭形狀參數(shù),獲得了具有高效推進(jìn)性能的尾鰭結(jié)構(gòu)參數(shù)。在運(yùn)動(dòng)方面,建立了魚體波曲線的控制參數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)角和位姿變換三者之間的關(guān)系來(lái)構(gòu)造魚體波光滑逼近機(jī)理模型,并通過(guò)模糊逼近算法驗(yàn)證了逼近機(jī)理的有效性。在動(dòng)力學(xué)建模方面,運(yùn)用凱恩方法建立了機(jī)器海豚拍動(dòng)和C型旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)利用流固耦合方法和粒子群算法對(duì)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。其參數(shù)引入到滑�？刂浦�,展開(kāi)機(jī)器海豚平面路徑跟蹤和定深控制,通過(guò)仿真驗(yàn)證機(jī)器海豚高效的推進(jìn)性能。為以后機(jī)器海豚機(jī)動(dòng)性能和三維控制提供了理論基礎(chǔ),使機(jī)器海豚在預(yù)定環(huán)境中得到良好的控制。

【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 選題意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 機(jī)器魚國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 機(jī)器海豚樣機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究?jī)?nèi)容
第2章 機(jī)器海豚魚體波光滑逼近
    2.1 研究背景
    2.2 模型搭建方案
        2.2.1 機(jī)構(gòu)坐標(biāo)系建立
        2.2.2 參數(shù)與關(guān)節(jié)之間關(guān)系
        2.2.3 位姿變換關(guān)系
    2.3 控制方案分析
        2.3.1 電機(jī)轉(zhuǎn)角與位姿之間控制機(jī)理分析
        2.3.2 魚體波控制參數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)角之間控制機(jī)理分析
        2.3.3 機(jī)器海豚魚體波光滑與連續(xù)化
    2.4 仿真驗(yàn)證
        2.4.1 關(guān)節(jié)折線與擬合實(shí)際擺動(dòng)曲線仿真
        2.4.2 電機(jī)轉(zhuǎn)角曲線逼近仿真
    2.5 小結(jié)
第3章 多運(yùn)動(dòng)模式動(dòng)力學(xué)建模
    3.1 研究背景
        3.1.1 主要?jiǎng)恿W(xué)分析方法
        3.1.2 機(jī)器魚及海豚動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
    3.2 上下拍動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析
        3.2.1 第三關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)分析
        3.2.2 第二關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)分析
        3.2.3 拍動(dòng)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.4 ADAMS動(dòng)力學(xué)仿真
    3.3 C型轉(zhuǎn)彎動(dòng)力學(xué)分析
        3.3.1 C型轉(zhuǎn)彎動(dòng)力模型建立
        3.3.2 ADAMS動(dòng)力學(xué)仿真
    3.4 小結(jié)
第4章 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)優(yōu)化
    4.1 基于ADAMS優(yōu)化
    4.2 基流固耦合優(yōu)化
        4.2.1 拍動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)優(yōu)化
        4.2.2 轉(zhuǎn)彎關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)優(yōu)化
        4.2.3 轉(zhuǎn)彎性能分析
    4.3 基于優(yōu)化算法關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)優(yōu)化
        4.3.1 拍動(dòng)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)參數(shù)優(yōu)化
    4.4 基于最優(yōu)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的控制
    4.5 小結(jié)
第5章 高效三維樣機(jī)
    5.1 BCF推進(jìn)規(guī)律
    5.2 海豚推進(jìn)規(guī)律
        5.2.1 海豚構(gòu)造
        5.2.2 海豚游動(dòng)觀察
        5.2.3 機(jī)器海豚方案設(shè)計(jì)
    5.3 機(jī)器海豚模塊化設(shè)計(jì)
        5.3.1 上下拍動(dòng)裝置
        5.3.2 尾鰭結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        5.3.3 定點(diǎn)轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.3.4 C型轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.3.5 頭部設(shè)計(jì)
        5.3.6 其他主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.4 小結(jié)
第6章 機(jī)器海豚推進(jìn)性能控制
    6.1 研究背景
        6.1.1 功效推進(jìn)控制現(xiàn)狀
        6.1.2 方案制定
    6.2 拍動(dòng)關(guān)節(jié)步態(tài)運(yùn)動(dòng)控制
    6.3 避障運(yùn)動(dòng)效果
        6.3.1 機(jī)器海豚工況環(huán)境識(shí)別
        6.3.2 位姿檢測(cè)
        6.3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)
        6.3.4 避障
    6.4 平面軌跡跟蹤
        6.4.1 線性軌跡跟蹤
        6.4.2 曲線性軌跡跟蹤
        6.4.3 定深控制
    6.5 小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
        7.2.1 創(chuàng)新點(diǎn)
        7.2.2 研究展望及進(jìn)一步研究計(jì)劃建議
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷
附錄A 模糊邏輯部分規(guī)則表
附錄B 主要符號(hào)對(duì)照表



本文編號(hào)：3857396