电磁驱动机器鱼的驱动器研究

根据电磁驱动器工作原理,建立动力学方程,在Maxwell软件二维环境下建立电磁驱动器简化模型。根据电磁驱动器电路方程在Simplorer模块中建立电磁驱动器驱动电路模型。二者联合使用正交试验方法对电磁驱动器通电线圈瞬态运动电磁仿真,得到电磁驱动器通电线圈运动过程中的位移曲线,分析正交试验结果得到相关参数对电磁驱动器工作时输出力的影响情况和使电磁驱动器力输出最大时的各参数值,通过仿真验证分析结果。

电磁驱动机器鱼实验平台的设计

这里首先分析了电磁驱动器工作原理,使用Maxwell软件对电磁驱动器建模并对通电线圈进行电磁仿真和动力学仿真得到通电线圈的运动规律,从而证明了以电磁驱动器作为动力源驱动机器鱼的可行性。基于读表法编写了用于控制电磁驱动器运动的正弦波程序,并结合驱动电路完成控制系统设计。最后完成电磁驱动机器鱼结构细节设计并开展水下游动实验,得出不同电压幅值和频率下机器鱼实验平台游动参数。

一种电磁驱动机器鱼避障方法

机器鱼工作的水下环境往往是复杂且无法准确预知的,因此在遇到障碍物时,能够及时躲避转弯尤为重要。文中提出了一种利用模糊控制实现以电磁驱动器作为动力源的机器鱼转弯避障控制方法,并在FLUENT软件中使用用户自定义函数和动网格技术进行了转弯仿真,结合安装红外距离传感器,在Matlab中设置模糊控制器输入输出隶度函数,并归纳出模糊控制的规则。最后搭建实验平台进行机器鱼水下转弯避障游动实验,实验结果表明,模糊控制结合红外距离传感器可以实现电磁驱动机器鱼在二维平面游动时的有效避障。