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智能水下机器人(AUV)自救模糊专家系统仿真研究

段国强  
【摘要】:当今,水下机器人得到了越来越广泛的应用,在军事、海洋资源的开发中发挥着重要的作用。水下机器人的研制费用昂贵,开发周期长,同时,由于其在水下工作,很容易发生意外而丢失。给水下机器人配置在线监控装置及出现故障时的自救系统是十分必要的。因此,对水下机器人自救系统的研制和开发成为目前国内外水下机器人的研究重点。 本文结合总装备部“十五”重点预研项目“军用水下智能机器人技术——水下自动布放系统与智水-IV自救系统”实验室仿真系统的开发,在以下几个方面做了详细的论述及研究: 1.介绍了人工智能、模糊推理和专家系统的理论知识,应用Matlab提供的模糊逻辑工具箱建立了各个变量的模糊隶属函数,选择模糊算子建立推理机,根据专家知识建立规则库。 2.介绍了3DMAX5.0并应用3DMAX5.0建立了水下机器人主体、螺旋桨、信标、配重和电池舱的三维模型。 3.介绍了OpenGL图形软件并应用OpenGL图形软件,实现了对三维模型3DS文件的读取和绘制。 4.应用VC++6.0开发了专家系统的图形界面,在图形界面中可以实现手动输入数据和串口接收数据来进行决策,然后根据决策结果,动画仿真水下机器人的自救过程和水下机器人所处的状态。 5.对水下机器人在各种决策结果下的运动进行了分析和简化计算,为水下机器人自救过程的运动仿真提供了参考。 本课题研究的智能水下机器人模糊专家系统对水下机器人的自救进行了理论上的摸索,对今后水下机器人自救系统的研究具有参考价值。由于水下机器人的自救系统的研究和开发在国内外都处于预研阶段,因此本专家系统还需做进一步的改进和完善,才能为水下机器人自救系统的研究开发提供有力的支持和参考。


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