具有重心调节机构的主动尾驱动机器鱼的的三维动态建模与运动分析
机器人学
2021-05-25 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
动态建模因其对水下机器人精确运动分析与控制的基础性而备受关注。然而，现有研究主要集中于水下机器人的二维运动，鲜少关注三维动态建模，而这正是我们所聚焦的。本文通过结合牛顿线性运动第二定律与欧拉角运动方程，建立了具有重心调节机构的主动尾驱动机器鱼的三维动态模型。模型参数由三维计算机辅助设计（CAD）软件 SolidWorks、基于 HyperFlow 的计算流体动力学（CFD）仿真以及灰箱模型估计方法确定。原型运动学实验与数值仿真相互用于验证动态模型的准确性。基于该动态模型，分析了多种三维运动，包括直线运动、转弯运动、滑翔运动与螺旋运动。实验与仿真结果表明，所提模型在评估机器鱼轨迹、姿态及速度、转弯半径、角速度等运动参数方面有效。
引用
@article{arxiv.2006.14420,
title = {Three-Dimensional Dynamic Modeling and Motion Analysis for an Active-Tail-Actuated Robotic Fish with Barycentre Regulating Mechanism},
author = {Xingwen Zheng and Minglei Xiong and Junzheng Zheng and Manyi Wang and Runyu Tian and Guangming Xie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.14420},
year = {2021}
}