期刊文献+
共找到104篇文章
< 1 2 6 >
每页显示 20 50 100
The Collaborative Multi-target Search of Multiple Bionic Robotic Fish Based on Distributed Model Predictive Control
1
作者 Ruilong Wang Ming Wang +4 位作者 Lingchen Zuo Yanling Gong Guangxin Lv Qianchuan Zhao He Gao 《Journal of Bionic Engineering》 2025年第3期1194-1210,共17页
In complex water environments,search tasks often involve multiple Autonomous Underwater Vehicles(AUVs),and a single centralized control cannot handle the complexity and computational burden of large-scale systems.Targ... In complex water environments,search tasks often involve multiple Autonomous Underwater Vehicles(AUVs),and a single centralized control cannot handle the complexity and computational burden of large-scale systems.Target search in complex water environments has always been a major challenge in the field of underwater robots.To address this problem,this paper proposes a multi-biomimetic robot fish collaborative target search method based on Distributed Model Predictive Control(DMPC).First,we established a bionic robot fish kinematic model and a multi-biomimetic robot fish communication model;second,this paper proposed a distributed model predictive control algorithm based on the distributed search theory framework,so that the bionic robot fish can dynamically adjust their search path according to each other’s position information and search status,avoid repeated coverage or missing areas,and thus improve the search efficiency;third,we conducted simulation experiments based on DMPC,and the results showed that the proposed method has a target search success rate of more than 90%in static targets,dynamic targets,and obstacle environments.Finally,we compared this method with Centralized Model Predictive Control(CMPC)and Random Walk(RW)algorithms.The DMPC approach demonstrates significant advantages,achieving a remarkable target search success rate of 94.17%.These findings comprehensively validate the effectiveness and superiority of the proposed methodology.It can be seen that DMPC can effectively dispatch multiple bionic robot fish to work together to achieve efficient search of vast waters.It can significantly improve the flexibility,scalability,robustness and cooperation efficiency of the system and has broad application prospects. 展开更多
关键词 bionic robotic fish DMPC Target search Cooperative control CMPC RW
在线阅读 下载PDF
仿生鱼游动的耦合水动力
2
作者 李亚茜 刘子洋 +4 位作者 刘业宝 吕毓华 王思琦 霍家腾 刘鹏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第1期1-11,共11页
为探究鱼体与鳍的耦合水动力机制,本文建立三维仿鱼模型,采用分区域混合网格与动网格技术对鱼体游动进行数值模拟。结果表明,鱼体可提升尾鳍推力并降低功耗,背鳍进一步减小鱼体阻力;小波数利于高速推进,大波数适合高效巡航;尾鳍摆幅增... 为探究鱼体与鳍的耦合水动力机制,本文建立三维仿鱼模型,采用分区域混合网格与动网格技术对鱼体游动进行数值模拟。结果表明,鱼体可提升尾鳍推力并降低功耗,背鳍进一步减小鱼体阻力;小波数利于高速推进,大波数适合高效巡航;尾鳍摆幅增大可提升推力但功耗增加。该研究旨在为高效水下机器人设计提供控制策略支持。 展开更多
关键词 仿鱼机器人 摆动鳍 水动力性能 耦合机制 游动模式 尾涡结构 数值模拟 波动推进
在线阅读 下载PDF
Research Development on Fish Swimming 被引量:3
3
作者 Yanwen Liu Hongzhou Jiang 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第5期17-37,共21页
Fishes have learned how to achieve outstanding swimming performance through the evolution of hundreds of millions of years,which can provide bio-inspiration for robotic fish design.The premise of designing an excellen... Fishes have learned how to achieve outstanding swimming performance through the evolution of hundreds of millions of years,which can provide bio-inspiration for robotic fish design.The premise of designing an excellent robotic fish include fully understanding of fish locomotion mechanism and grasp of the advanced control strategy in robot domain.In this paper,the research development on fish swimming is presented,aiming to offer a reference for the later research.First,the research methods including experimental methods and simulation methods are detailed.Then the current research directions including fish locomotion mechanism,structure and function research and bionic robotic fish are outlined.Fish locomotion mechanism is discussed from three views:macroscopic view to find a unified principle,microscopic view to include muscle activity and intermediate view to study the behaviors of single fish and fish school.Structure and function research is mainly concentrated from three aspects:fin research,lateral line system and body stiffness.Bionic robotic fish research focuses on actuation,materials and motion control.The paper concludes with the future trend that curvature control,machine learning and multiple robotic fish system will play a more important role in this field.Overall,the intensive and comprehensive research on fish swimming will decrease the gap between robotic fish and real fish and contribute to the broad application prospect of robotic fish. 展开更多
关键词 fish swimming Kinematics optimization Motion control bionic robotic fish fish locomotion mechanism
在线阅读 下载PDF
基于深度强化学习的机器鱼路径规划控制
4
作者 梅杰 陈喆 覃嘉锐 《起重运输机械》 2025年第22期34-41,共8页
路径规划技术是推动仿生机器鱼实现自主导航的核心技术之一,在提升水下机器人整体技术水平、应对与海洋资源探测开发相关的复杂任务时发挥着重要的作用。文中研究解决了仿生机器鱼在复杂多变的水下环境中智能规划行进路线时所需时间长... 路径规划技术是推动仿生机器鱼实现自主导航的核心技术之一,在提升水下机器人整体技术水平、应对与海洋资源探测开发相关的复杂任务时发挥着重要的作用。文中研究解决了仿生机器鱼在复杂多变的水下环境中智能规划行进路线时所需时间长、路径规划距离长等问题,设计了一种机器鱼以实现水下的运动与控制,提出一种MAPPO-JPS(Muti-Agent Proximal Policy Optimization-JPS)深度强化学习算法提升路径规划的速度并减少规划结果的路径长度。结果表明:栅格图环境下算法规划时间相比原始算法减少30%,训练时间减少60%,路径长度减少5%。最后在Matlab仿真环境与水池环境中进行了仿真与试验,证明了该方法运用到机器鱼上的有效性。 展开更多
关键词 机器鱼 深度强化学习 路径规划 控制 仿生
在线阅读 下载PDF
变刚度柔性仿生机器鱼设计与游动性能分析
5
作者 李青泉 李宗刚 +3 位作者 王治平 黎斌 夏广庆 康会峰 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第10期282-290,共9页
受鱼类在不同游动模式下主动调节身体刚度以提升游动性能的启发,设计了一种变刚度柔性身体的仿生机器鱼。该机器鱼由头部、主动身体段、被动身体段及柔性尾鳍构成,其中被动身体段通过变刚度机构实现柔性身体刚度的动态调节,实验数据显... 受鱼类在不同游动模式下主动调节身体刚度以提升游动性能的启发,设计了一种变刚度柔性身体的仿生机器鱼。该机器鱼由头部、主动身体段、被动身体段及柔性尾鳍构成,其中被动身体段通过变刚度机构实现柔性身体刚度的动态调节,实验数据显示其刚度调节范围为0.128~0.697 Nm/rad。理论层面,建立了机器鱼的运动学模型与拉格朗日动力学模型,并借助计算流体力学(CFD)技术获取精确的水动力参数,通过仿真与实验的对比分析,探究机器鱼的游动性能。结果表明:通过调整身体刚度,在驱动频率为0.5 Hz时,机器鱼的游动速度与效率分别提升了14.8%和15.3%;而在驱动频率为2.5 Hz时,速度和效率分别提升了102.6%和106.6%。本研究为高性能仿生机器鱼的设计优化与实际应用提供了理论依据与实验支撑。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 变刚度 动力学模型 游动性能 刚柔耦合
在线阅读 下载PDF
仿生鲔科机器鱼游动性能研究
6
作者 张保成 吴业涛 +1 位作者 张开升 鲁中间 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期251-257,共7页
为研究仿生机器鱼游动过程中鱼体与周围流场之间流固耦合作用机理,以游动效率最高的仿生鲔科机器鱼为研究对象,应用绝对节点坐标法建立机器鱼游动时的动力学模型,使用广义Alpha方法和遗传算法求得机器鱼最优位置函数。将理论结果代入STA... 为研究仿生机器鱼游动过程中鱼体与周围流场之间流固耦合作用机理,以游动效率最高的仿生鲔科机器鱼为研究对象,应用绝对节点坐标法建立机器鱼游动时的动力学模型,使用广义Alpha方法和遗传算法求得机器鱼最优位置函数。将理论结果代入STAR-CCM+耦合流体求解器建立鱼体的游动模型,耦合结果表明当摆动幅值为0.13倍体长,摆动频率在(1.72~2.47)Hz范围内,平均巡游速度为1.2BL/s(BL为机器鱼体长的倍数),机器鱼最佳游动效率为0.4155。结果证实了机器鱼游动过程中通过制造沿尾部脱落的双列反卡门涡街,实现从周围流场汲取能量以维持自身高效率游动。通过分析机器鱼自主游动涡街产生过程得出流场雷诺数在(800~1200)时,机器鱼自主游动产生的反卡门涡街的结构达到最佳尺寸,可为仿生机器鱼效率的提高提供新的思路和方向。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 绝对节点坐标法 遗传算法 流固耦合 游动特性
在线阅读 下载PDF
金枪鱼型仿生鱼外形设计及水动力分析
7
作者 张帅 邓芳 +2 位作者 杜治宇 丁强 杨化林 《舰船电子工程》 2025年第1期83-89,共7页
从水动力学理论的角度分析,鱼类巡游状态下鱼体推力与水阻力组成平衡力系。为获得水动力性能优良的仿生鱼鱼体外形,论文以回转体线形为基础,实现多种鱼体模型的参数化构建并进行阻力分析计算,据此设计阻力性能优良的鱼体线形。结合理论... 从水动力学理论的角度分析,鱼类巡游状态下鱼体推力与水阻力组成平衡力系。为获得水动力性能优良的仿生鱼鱼体外形,论文以回转体线形为基础,实现多种鱼体模型的参数化构建并进行阻力分析计算,据此设计阻力性能优良的鱼体线形。结合理论分析与生物学研究,完成尾鳍参数设计并对其进行水动力分析以确定最优组合。利用经验公式对仿生鱼整体阻力进行估算并进行仿真验证,结果证实所设计仿生鱼外形拥有优良的阻力性能。 展开更多
关键词 黄鳍金枪鱼 回转型鱼体 尾鳍水动力 仿生机器鱼
在线阅读 下载PDF
Three-dimensional path following control system for net cage inspection using bionic robotic fish 被引量:3
8
作者 Yuanrong Chen Jingfen Qiao +3 位作者 Jincun Liu Ran Zhao Dong An Yaoguang Wei 《Information Processing in Agriculture》 EI 2022年第1期100-111,共12页
With the increasing impacts of overfishing and environmental pollution,the deep-sea cage culture of marine fishes has become an important direction of mariculture.In this paper,a tuna-like robotic fish with a three-di... With the increasing impacts of overfishing and environmental pollution,the deep-sea cage culture of marine fishes has become an important direction of mariculture.In this paper,a tuna-like robotic fish with a three-dimensional helix path-following control system is designed for deep-sea net cage inspection.To mimic the flexibility of the fish’s movement,the kinematic model of the robotic fish adopts a tuna-like double-joint design with an addi-tional thruster device at the tail.Since the descending interval control plays a critical role in deep-sea net cage inspection,the control system utilizes the proportion integration differ-entiation(PID)based fuzzy logic control method to control the descending interval and yaw angle during the helix path movement.A polar coordinate path definition method is also proposed to simplify the reference path definition during net cage inspection.The experi-mental results demonstrates that the proposed three-dimensional path-following model can conduct net inspection task in an interferential environment and move along prede-fined reference path. 展开更多
关键词 Net cage inspection bionic robotic fish Path following Three-dimensional motion control
原文传递
受限管道环境中仿生机器鱼的自主游动性能分析
9
作者 谢鸥 周大卫 +1 位作者 沈灿 张陈波 《船舶工程》 北大核心 2025年第1期157-164,共8页
[目的]为了研究受限管道对仿生机器鱼游动性能的影响,[方法]采用计算流体动力学(CFD)方法对机器鱼在受限管道环境中的自主游动性能进行数值模拟,对管道形状、靠壁距离和摆尾频率等参数对机器鱼自主游动性能的影响进行分析。[结果]结果表... [目的]为了研究受限管道对仿生机器鱼游动性能的影响,[方法]采用计算流体动力学(CFD)方法对机器鱼在受限管道环境中的自主游动性能进行数值模拟,对管道形状、靠壁距离和摆尾频率等参数对机器鱼自主游动性能的影响进行分析。[结果]结果表明:机器鱼靠近管道壁面游动会降低游动速度、推进力和游动效率,机器鱼在方形管道中的游动性能比在圆形管道中好,增大机器鱼的摆尾频率能提高推进力但会降低游动效率。[结论]研究结果可为管道检测机器鱼研发提供一定参考。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 受限管道 自主游动 水动力学 数值模拟
原文传递
环形弹性杆扭转失稳特性的研究及应用
10
作者 谢琦 袁卫锋 《应用力学学报》 北大核心 2025年第1期174-181,共8页
建立了环形弹性杆的有限元模型,研究其在连续扭转作用下的力学响应,分析环形弹性杆在不同约束条件下的多稳态特性。静力学模拟发现,承受扭矩的环形弹性杆在特定约束下发生突弹跳变,但失稳后的环形弹性杆恢复为其初始形状,因而存在循环... 建立了环形弹性杆的有限元模型,研究其在连续扭转作用下的力学响应,分析环形弹性杆在不同约束条件下的多稳态特性。静力学模拟发现,承受扭矩的环形弹性杆在特定约束下发生突弹跳变,但失稳后的环形弹性杆恢复为其初始形状,因而存在循环失稳的独特现象;动力学分析表明,环形弹性杆抗扭的变形模态和突跳翻转的时机不但依赖于其几何及材料性质,而且和扭转速度相关。据此,提出了一种单自由度功能-结构一体式机构,可通过环形弹性杆的扭转产生复杂的波浪形运动并被应用于仿生机器鱼的运动驱动中。与传统的机构相比,环形弹性杆机构结构简单,易于控制,在软体机器人设计中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 环形弹性杆 扭转失稳 有限元 仿生机器鱼
原文传递
基于改进BI-RRT算法的仿生机器鱼路径规划研究
11
作者 卢府成 郭铁铮 《农业装备与车辆工程》 2025年第6期82-87,共6页
针对传统BI-RRT算法在仿生机器鱼路径规划中存在的路径冗余、收敛效率低及狭窄环境适应性差等问题,提出一种三阶段改进策略。首先,通过动态调整目标偏向概率与自适应步长,结合碰撞历史反馈减少无效节点,提升搜索效率;其次,采用贪心剪枝... 针对传统BI-RRT算法在仿生机器鱼路径规划中存在的路径冗余、收敛效率低及狭窄环境适应性差等问题,提出一种三阶段改进策略。首先,通过动态调整目标偏向概率与自适应步长,结合碰撞历史反馈减少无效节点,提升搜索效率;其次,采用贪心剪枝技术剔除冗余节点,缩短路径长度;最后,引入3次B样条插值与势场引导平滑法,优化路径连续性并避免障碍物穿透。仿真实验表明:在普通地图环境下,相较于传统RRT算法,改进算法的路径长度缩短26.6%,规划耗时减少88.9%,节点数仅为RRT算法的23.7%;对比BI-RRT算法,路径长度缩短26.5%,规划耗时降低59.7%,节点数减少47.5%,且在该地图测试中成功率始终保持100%。该算法提升了路径质量与实时性,为复杂水下环境中的仿生机器人运动规划提供了参考。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 路径优化 改进BI-RRT算法
在线阅读 下载PDF
行波推进仿生机器鱼 被引量:6
12
作者 蒋小勤 杜德锋 周骏 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2007年第5期1-5,31,共6页
介绍5种常见的鱼类游动模式,分析讨论仿生机器鱼的生物学原型。基于对裸臀鱼属(gymnarchus niloticus)与裸背鳗属(gymnotus carapo)活体鱼的实验研究,建立了长背鳍扭转行波动态曲面的数学模型。依靠长鳍行波实现推进与控制的新型仿生机... 介绍5种常见的鱼类游动模式,分析讨论仿生机器鱼的生物学原型。基于对裸臀鱼属(gymnarchus niloticus)与裸背鳗属(gymnotus carapo)活体鱼的实验研究,建立了长背鳍扭转行波动态曲面的数学模型。依靠长鳍行波实现推进与控制的新型仿生机器鱼,其基本结构是"刚性身体"与"柔性背鳍"的组合,这有利于改善现有摆动式机器鱼的技术性能。裸臀鱼属与裸背鳗属鱼类可作为发展特种机器鱼潜艇的生物学原型,以提高现行水下航行器的效率和机动性能。 展开更多
关键词 行波推进 仿生学 机器鱼 扭转波 流动控制
在线阅读 下载PDF
胸鳍摆动推进模式仿生鱼研究进展 被引量:14
13
作者 蔡月日 毕树生 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第19期30-37,共8页
胸鳍摆动推进模式鱼类兼具高机动性、高效率和较高运动速度等优势特征,以此种鱼类为自然原型构建仿生机器鱼成为水下机器人研究领域的一个热点问题。通过对牛鼻鲼生物学研究成果的总结和实地观测分析,得出胸鳍摆动推进模式鱼类的典型身... 胸鳍摆动推进模式鱼类兼具高机动性、高效率和较高运动速度等优势特征,以此种鱼类为自然原型构建仿生机器鱼成为水下机器人研究领域的一个热点问题。通过对牛鼻鲼生物学研究成果的总结和实地观测分析,得出胸鳍摆动推进模式鱼类的典型身体结构特征和运动变形规律。系统总结胸鳍摆动推进模式仿生鱼研究领域中摆动胸鳍功能单元理论和试验研究情况以及仿生鱼样机构建的国内外研究现状。着重介绍研究小组在胸鳍摆动推进仿生鱼研究中所取得的阶段性成果,并在游动速度方面与本领域内的其他样机进行对比。通过对当前胸鳍摆动推进仿生鱼研究成果进行分析,得出现有仿生样机与自然原型存在差距的主要原因。随着研究的不断深入,胸鳍摆动推进仿生鱼样机性能与自然原型之间的差距必将逐渐缩小,实际应用前景广阔。 展开更多
关键词 仿生学 仿生机器鱼 胸鳍 摆动推进
在线阅读 下载PDF
一种仿生鱼体自主游动的水动力学特性分析 被引量:11
14
作者 严惠云 张浩磊 刘小民 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期138-144,共7页
针对金枪鱼结构和自主游动现象建立了仿生鱼体几何模型及鱼体摆动计算模型,采用计算流体动力学Fluent软件结合动网格技术,编写了控制鱼体摆动的UDF程序,对仿生鱼慢速自主巡游状态和C形快速起动状态进行了数值模拟,研究了鱼体摆动频率和... 针对金枪鱼结构和自主游动现象建立了仿生鱼体几何模型及鱼体摆动计算模型,采用计算流体动力学Fluent软件结合动网格技术,编写了控制鱼体摆动的UDF程序,对仿生鱼慢速自主巡游状态和C形快速起动状态进行了数值模拟,研究了鱼体摆动频率和摆动方式对仿生鱼周围压力、速度、涡量分布以及鱼体受力状态的影响,揭示了仿生鱼自主游动过程的水动力学特性。研究结果表明:在自主巡游阶段,仿生鱼通过摆动鱼体,在鱼体两侧流场产生高压和低压区,依靠流体的正压梯度获得前进的推动力;在C形快速起动阶段,仿生鱼通过快速大幅度的回摆获得加速度,从而实现快速起动。鱼体自主游动水动力学特性的研究将为仿生水下推进器的概念设计和性能优化提供重要的参考。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 自主游动 水动力学 数值模拟
在线阅读 下载PDF
胸鳍扑翼式机器鱼的设计及水动力实验 被引量:5
15
作者 高俊 毕树生 +1 位作者 李吉 蔡月日 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期344-350,共7页
提出了一种基于胸鳍拍动推进的仿生机器鱼的设计模型,并对其进行了水动力实验研究.首先根据仿生对象的胸鳍运动和结构特点设计了由直流伺服电机驱动的扑翼式机器鱼,然后设计了推力测试实验装置,在北京航空航天大学机器人所的低速水洞中... 提出了一种基于胸鳍拍动推进的仿生机器鱼的设计模型,并对其进行了水动力实验研究.首先根据仿生对象的胸鳍运动和结构特点设计了由直流伺服电机驱动的扑翼式机器鱼,然后设计了推力测试实验装置,在北京航空航天大学机器人所的低速水洞中完成了机器鱼的推力和功耗测试实验,获得了推力系数和效率随Sr(斯特劳哈尔数)变化的曲线.实验结果表明最大推力系数和效率都在Sr=0.4时达到,该结果与前人关于游动和飞行生物保持高效推进时Sr的范围一致.机器鱼的自由航行实验进一步验证了水洞测力实验结果,最大航行速度可达0.64m/s,约1.5倍身长比,相比国内外的同类仿生机器鱼具有较大的速度优势.实验结果表明:该仿生设计模型可以很好地模拟牛鼻鲼的推进方式,较大提高胸鳍扑翼式机器鱼的速度,为仿生水下航行器的设计提供了一种思路. 展开更多
关键词 仿生 机器鱼 推进
原文传递
一种基于视觉的仿生机器鱼实时避障综合方法 被引量:7
16
作者 陈尔奎 喻俊志 +1 位作者 王硕 谭民 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期452-454,458,共4页
提出了一种基于视觉的仿生机器鱼实时避障综合方法.该方法基于HIS颜色模型,利用MMX指令和SSE指令,采用并行处理算法实现图像的快速处理;然后,基于栅格法建立环境模型,利用势场法获得优化路径规划策略.在此基础上,采用模糊方法对机器鱼... 提出了一种基于视觉的仿生机器鱼实时避障综合方法.该方法基于HIS颜色模型,利用MMX指令和SSE指令,采用并行处理算法实现图像的快速处理;然后,基于栅格法建立环境模型,利用势场法获得优化路径规划策略.在此基础上,采用模糊方法对机器鱼的运动方向进行控制,利用速度分布函数对机器鱼的运动速度进行控制.实验结果表明了所提方法的有效性和可达性. 展开更多
关键词 仿生机器鱼 视觉信息 实时避障 综合方法
在线阅读 下载PDF
BCF推进模式仿生机器鱼的研究现状与发展趋势 被引量:12
17
作者 王扬威 于凯 闫勇程 《微特电机》 北大核心 2016年第1期75-80,89,共7页
身体/尾鳍推进(Body and/or Caudal Fin propulsion,BCF)模式是自然界大多数鱼类采用的游动方式,相比中央鳍/对鳍推进(Media and/or Paired Fin propulsion,MPF)模式而言,在游动速度、高速推进效率以及加速性能上具有无可比拟的优势。BC... 身体/尾鳍推进(Body and/or Caudal Fin propulsion,BCF)模式是自然界大多数鱼类采用的游动方式,相比中央鳍/对鳍推进(Media and/or Paired Fin propulsion,MPF)模式而言,在游动速度、高速推进效率以及加速性能上具有无可比拟的优势。BCF推进模式的研究是目前研究人员实现仿生机器鱼高速游动和高效推进的主要手段。介绍了仿生机器鱼广泛采用的致动器,综述了BCF推进模式仿生机器鱼的研究现状,对比分析了不同致动器驱动仿生机器鱼的特点和性能,讨论了仿生机器鱼研究的关键技术和发展趋势。 展开更多
关键词 仿生机器鱼 BCF推进模式 致动器
在线阅读 下载PDF
上一页 1 2 6 下一页 到第
使用帮助 返回顶部