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基于CFD的仿鲹科機器魚(yú)動(dòng)力學(xué)建模與運動(dòng)控制
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作者:
作者單位:

山東建筑大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院

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基金項目:

國家自然科學(xué)(62073196、U1806204)


CFD-based Dynamic Modeling and Motion Control Method for a Carangiform Robotic Fish
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    摘要:

    仿生機器魚(yú)的運動(dòng)控制是仿生機器魚(yú)推廣應用的基礎;然而,仿鲹科機器魚(yú)的推進(jìn)一般采用魚(yú)體波數據,很少采用真實(shí)魚(yú)類(lèi)游動(dòng)數據;為了深入探究仿鲹科機器魚(yú)運動(dòng)控制方法,采用了計算流體力學(xué)方法,通過(guò)標定流體介質(zhì)、來(lái)流速度、魚(yú)體幾何形狀等措施,利用Fluent軟件進(jìn)行了建模,然后針對魚(yú)體波數據和真實(shí)金槍魚(yú)游動(dòng)采樣數據兩種不同推進(jìn)數據對仿生機器魚(yú)進(jìn)行了仿真和實(shí)驗;結果表明對于多關(guān)節仿生機器魚(yú)推進(jìn)方面,真實(shí)金槍魚(yú)游動(dòng)采樣數據相較于常見(jiàn)的魚(yú)體波產(chǎn)生的推進(jìn)數據,在軀干進(jìn)行大幅值擺動(dòng)的情況下效果更好;這一仿真和實(shí)驗對比為仿鲹科機器魚(yú)的高效運動(dòng)控制提供了一種新思路。

    Abstract:

    The motion control of the robotic fish is the basis for the promotion and application of the robotic fish. However, the drive of the carangiform robotic fish generally uses fish body wave data, and rarely uses real fish swimming data. In order to deeply explore the motion control method of the trevally-like robotic fish, adopting the computational fluid dynamics method, and uses Fluent software to model by calibrating the fluid medium, inflow velocity, fish geometry and other measures. Then, the simulation and experiment of the robotic fish are carried out according to two different propulsion data, the fish body wave data and the real tuna swimming sampling data. The simulation show that for the multi-joint robotic fish drive, compared with the propulsion data generated by the common fish body wave, the real tuna swimming sampling data is more effective when the torso swings with a large value. This simulation and experiment comparison provides a new idea for the efficient motion control of the carangiform robotic fish.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

張宜陽(yáng),汪明,杜曉彬,王昆侖.基于CFD的仿鲹科機器魚(yú)動(dòng)力學(xué)建模與運動(dòng)控制計算機測量與控制[J].,2022,30(4):121-127.

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  • 收稿日期:2022-01-21
  • 最后修改日期:2022-03-01
  • 錄用日期:2022-02-21
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2022-04-21
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