【摘 要】
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本文基于鱼类仿生学的研究和神经网络的应用,在对多关节仿鲹科机器鱼运动学研究的基础上,以多水下机器人协作控制系统为实验平台,应用径向基函数神经网络对机器鱼在水中的游
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本文基于鱼类仿生学的研究和神经网络的应用,在对多关节仿鲹科机器鱼运动学研究的基础上,以多水下机器人协作控制系统为实验平台,应用径向基函数神经网络对机器鱼在水中的游动动力学进行了建模研究。
本文首先介绍了仿生机器鱼的研究历史及其研究意义,综述了国内外相关的研究工作,并简要介绍了本文的选题背景和主要工作。
其次,本文在对鱼类运动学研究的基础上,以鱼体波方程为推导起点,得出理论上的机器鱼运动学控制参数。在此基础上,以工程实现时机器鱼的机械结构、硬件设计及采用的电机等元器件为约束,通过大量实验得到机器鱼游动时的电机控制参数。
接下来,在得到的机器鱼摆动时电机控制参数的基础上,对机器鱼在多水下机器人协作控制系统平台上进行实验,通过多水下机器人协作控制平台采集到机器鱼游动时的速度和游动时的轨迹。然后对采集到的数据进行处理,最后得到机器鱼在某特定输入控制参数下游动时的动力学参数。
再次,本文介绍了非线性系统的建模方法,选择神经网络作为机器鱼游动动力学建模的方法。综述了神经网络基本知识,并分析选取径向基函数神经网络作为机器鱼游动动力学建模的方法。利用Matlab中的network工具箱中的径向基函数网络对前面得到的训练样本进行训练,并利用另外一部分数据进行测试。最后对测试结果进行分析,得出所训练得到的模型满足要求。
最后,在对本文中所完成的研究工作总结分析的基础上,着重指出了在此基础上可以进一步开展的研究工作。
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