水中仿生機(jī)器人仿真控制平臺研究與優(yōu)化.pdf

1、海洋占地球總面積的3/4，蘊(yùn)藏著豐富的資源。對于人類社會，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，必然會越來越依賴于海洋。隨著對海洋資源的勘察和開發(fā)越來越多，對水下勘探和運(yùn)載工具的要求也越來越高，推動了水中仿生機(jī)器人的進(jìn)一步發(fā)展，產(chǎn)生了模仿魚類游動推進(jìn)原理的水下機(jī)器人推進(jìn)系統(tǒng)。
　　而目前對于仿生機(jī)器魚的研究主要集中在分析運(yùn)動機(jī)理和研究機(jī)械結(jié)構(gòu)上，由于MRDS機(jī)器人平臺推出時間短，國內(nèi)外的研究還存在很多空白和未知的領(lǐng)域，大量的企業(yè)級應(yīng)用仍未公開，從而限制

2、了該平臺在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。本文成功地把MRDS控制平臺和動態(tài)規(guī)劃的運(yùn)用到了機(jī)器魚路徑控制中，并且取得了很好的效果。
　　首先介紹了課題的研究背景，分析了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，并介紹了主要研究工作。
　　接著介紹了MRDS仿真平臺的關(guān)鍵技術(shù)，包括基于MRDS的多線程庫可以輕松的處理多傳感器，多執(zhí)行機(jī)構(gòu)的軟件控制問題，基于MRDS的實時物理引擎能輕松的進(jìn)行實時通訊。
　　然后介紹了水中仿生機(jī)器魚控制平臺主體架構(gòu)設(shè)計，

3、采用Client/server方式運(yùn)行，集中式與分布式相結(jié)合的仿真模式。服務(wù)器端提供環(huán)境模型，并進(jìn)行全局控制;客戶端運(yùn)行機(jī)器魚程序、協(xié)調(diào)多機(jī)器魚程序等，每條機(jī)器魚就是一個獨立控制的智能體，模擬魚類游動控制。實驗結(jié)果表明，該方法是有效的。
　　針對機(jī)器魚的特點，將其路徑進(jìn)行規(guī)劃，并且得到在一定路徑規(guī)劃算法的優(yōu)化上進(jìn)行機(jī)器魚對應(yīng)的速度和方向的構(gòu)建。然后向機(jī)器魚發(fā)出相應(yīng)指令，通過計算機(jī)對其進(jìn)行控制，通過在機(jī)器魚控制系統(tǒng)上的實驗驗證了該方