仿鲹科机器鱼CPG控制方法研究

"一种仿鲹科机器鱼的CPG控制 .pdf" 本文主要探讨了一种基于中枢模式发生器(CPG, Central Pattern Generator)的控制方法在仿鲹科机器鱼中的应用。这种控制策略借鉴了生物游动机制，旨在实现机器鱼的高效、灵活游动。论文的作者是高心悦和魏世民，其中魏世民是北京邮电大学自动化学院的教授，专注于机器人机构运动学分析与综合。 CPG是一种生物体中用于产生周期性运动模式的神经网络，常被用于仿生机器人领域，尤其是鱼类机器人，因为它能够模拟生物的自然游动。在该研究中，作者提出使用一个非线性微分方程来构建CPG神经元振荡器模型。通过数学证明，他们展示了这个模型中极限环的存在性、唯一性和稳定性，这在控制机器鱼的连续、有规律的游动中至关重要。 论文中详细介绍了如何结合机器鱼的运动模型分析，在直游模式下设计出一种控制策略。这一策略考虑了机器鱼在水中前进时的各种力学因素，如推进力、阻力以及方向控制。通过仿真测试，作者验证了所提出的CPG模型和控制方法的可行性和有效性。仿真结果表明，该控制策略能够使机器鱼实现稳定且仿真的直线游动，进一步证明了CPG在机器鱼游动控制中的潜力。 关键词包括“机器鱼”、“CPG控制”和“仿鲹科机器鱼”，这表明该研究聚焦于这些特定的技术领域。中图分类号为“TP242”，这通常代表了自动控制技术的子领域。这篇论文为设计更加智能、生物启发式的机器鱼提供了新的理论基础和实验依据，对于推动机器人技术在水下探索、环境监测等领域的应用具有重要意义。