仿生鲔科机器鱼的多机体协同推进效率优化

作     者：张开升 刘浩田 王强 张保成 ZHANG Kaisheng;LIU Haotian;WANG Qiang;ZHANG Baocheng

作者机构：中国海洋大学工程学院山东青岛266100 

基　　金：山东省2017年重点研发计划项目(2017GHY15105)~~ 

出 版 物：《华南理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2018年第46卷第7期

页      码：109-115,122页

摘      要：推进效率是水下潜器装备运行的核心问题,对机器装备的现实应用具有至关重要的影响.针对仿鲔科鱼类研制的机器鱼,根据鲔科鱼类波状运动特征,将机器鱼体离散为由鱼体、尾鳍、胸鳍等部分组成的多刚体系统,结合鱼体所受外力载荷,运用牛顿欧拉法建立了机器鱼动力学模型.基于该动力学模型,开展了以提高机器鱼的推进效率为目标的鱼体运动参数优化设计,以机器鱼的巡游效率为目标、以鱼体各机体的运动参数为优化设计变量、选用遗传算法为优化算法,进行参数匹配优化;通过优化实现了机器鱼尾鳍、鱼体及胸鳍的多机体协同,提高了机器鱼的推进效率.针对优化匹配设计结果,进一步开展了机器鱼的运动学数值模拟仿真,结果表明机器鱼的巡游速度在数值上为鱼体长度的1. 415倍时,机器鱼的推进效率最高,其值达到最大值49. 9%.

主 题 词：仿生 机器鱼 动力学模型 多机体协同 牛顿欧拉法 推进效率 遗传算法 

学科分类：0810[工学-土木类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0812[工学-测绘类] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-565X.2018.07.015

馆 藏 号：203386957...