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《哈尔滨工程大学》 2004年
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仿生水下机器人仿真与控制技术研究

成巍  
【摘要】:近些年来,深海资源的开发与利用为水下机器人研究提供了广泛的背景与需求。为克服传统水下机器人存在的缺陷,寻找更优良的推进和操纵系统,仿生技术日益得到人们的重视并已成为水下机器人的重要研究方向之一。 鱼类游动具有高速、高效、高机动性和低噪声等特点,将鱼类推进和操纵系统用于水下机器人,替代传统的桨—舵系统,具有十分重要的意义。本论文的目的就是通过研究鱼类游动的机理,设计一种能够模仿鱼类推进和操纵方式的仿生水下机器人。 论文首先对仿生水下机器人技术的发展概况以及研究内容进行了介绍,分析了其发展前景,接着以哈尔滨工程大学水下机器人技术实验室研制的仿生水下机器人“仿生-Ⅰ”号为对象,详细介绍了其整个研制过程及研究的重点内容,包括:首先,介绍了“仿生-Ⅰ”号的系统设计及水槽、水池和海上试验研究;其次,研究了“仿生-Ⅰ”号的水动力性能,论文中采用面元法计算和分析了刚性和柔性仿金枪鱼月牙形尾鳍的水动力性能,考虑了多个参数对尾鳍性能的影响,并用Hess—Smith方法计算了“仿生-Ⅰ”号的附加质量;接着,在前述计算和试验的基础上,建立了“仿生-Ⅰ”号空间六自由度运动仿真模型,并通过仿真试验和水池试验结果的对比说明该模型的合理性;最后,通过分析“仿生-Ⅰ”号的运动能力,提出了“仿生-Ⅰ”号的运动控制方法,并通过仿真试验加以验证。 本论文的研究和试验表明,将鱼类的推进和操纵方式应用于水下机器人上,是切实可行的。但鱼类的推进和操纵方式有自己的独特之处,需要进一步更深入的研究。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP242

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【引证文献】
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【同被引文献】
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6 王轶慧 记者  薛婧;“仿生式水底采样器”全国领先[N];黑龙江日报;2006年
7 孙勤 荐;“仿生”要健身[N];中国老年报;2001年
8 董欢霁;『大脑之门』催生全球首例仿生人[N];医药经济报;2006年
9 张桀;空间技术与眼睛仿生[N];大众科技报;2002年
10 林鹰 一平;神秘的仿生武器装备扫描(二)[N];中国航空报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 成巍;仿生水下机器人仿真与控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 王立志;企业仿生的机理和表型研究[D];北京工业大学;2003年
3 袁鹏;仿生机器蟹步行机理分析及控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
4 石志标;智能仿生鼻及其应用研究[D];吉林大学;2004年
5 谢肇;仿生脉冲电磁场治疗绝经后骨质疏松症的实验研究[D];第三军医大学;2004年
6 袁志庆;超疏水表面的仿生构建[D];中南大学;2008年
7 张朝晖;新型印迹压电仿生传感器的研究[D];湖南大学;2005年
8 杨卓娟;凹坑形仿生非光滑轧辊耐磨性研究[D];吉林大学;2006年
9 陈莉;激光仿生非光滑表面热作模具的磨料磨损性能研究[D];吉林大学;2007年
10 邹鹑鸣;钛丝烧结制备医用多孔钛及其表面Si-HA生物活化[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 段可;钛表面仿生制备及调制磷灰石涂层研究[D];四川大学;2001年
2 于艳爽;八足仿生机器蟹运动协调与控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 瞿晓荣;仿生机器蟹控制系统及驱动技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
4 王炜;基于生物肌肉的仿生驱动装置研究[D];西北工业大学;2004年
5 吴水金;民俗文化中仿生现象的历史考察——以华南少数民族为典型[D];暨南大学;2003年
6 张毅;耕作机具部件仿生设计与研究[D];武汉理工大学;2002年
7 程霜梅;波纹形曲面仿生推土板表面数学建模及优化设计[D];吉林大学;2004年
8 陈伟东;细胞膜仿生纳米传递体系的研究[D];浙江大学;2005年
9 陈丽莉;注射器针头表面仿生非光滑形态减阻的试验研究[D];吉林大学;2006年
10 陈建军;仿生非光滑表面压铸机冲头设计与研究[D];吉林大学;2005年
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