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公开(公告)号：CN117021065A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202310394660.1
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种具有时间非对称特征的CPG相位振荡器模型及其应用。该模型引入时间非对称系数，使得频率随向上及向下行程的不同而改变，以实现时间非对称特征；将带有时间非对称系数的频率方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，即可完成具有时间非对称特征的CPG相位振荡器模型的构建。与现有技术相比，本发明构建的CPG相位振荡器模型可实现时间非对称的类正弦信号输出，能够单独控制输出信号的向上、向下频率，有利于提高仿生机器人的运动效率，实现仿生机器人的运动控制仿生。
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公开(公告)号：CN118859997A
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202410857745.3
申请日：2024-06-28
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
IPC: G05D13/62
Abstract: 本发明涉及一种基于非对称模糊S面控制的仿蝠鲼航行器速度控制方法，涉及水下航行器控制技术领域。仿蝠鲼航行器通过自身搭载的姿态传感器，实时采集仿蝠鲼航行器的速度信息，得到仿蝠鲼航行器的当前速度；计算仿蝠鲼航行器的当前速度与期望速度的速度误差以及速度误差变化率；将仿蝠鲼航行器当前速度误差和误差变化率输入到模糊控制器中，模糊控制器输出S面控制器的控制参数的变化量；根据变化量分别对模糊S面控制器的控制参数进行在线修正；基于S面控制器的归一化输出、前馈频率、基准频率设计仿蝠鲼航行器的速度控制器。本发明利用模糊规则表实现控制器控制参数的实时修正，提升了控制效果；引入前馈环节，提高了控制精度。
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公开(公告)号：CN118838373A
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202410842506.0
申请日：2024-06-27
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于区域行为划分的仿蝠鲼航行器群游跟随控制策略，涉及仿蝠鲼航行器技术领域。包括：仿照大型鱼群中个体的运动行为，将仿蝠鲼航行器的跟随区域划分为不同的行为区域，所述行为区域包括追逐区、保持区和避碰区；基于不同行为区域，设定不同的跟随控制目标；根据测距传感器获取仿蝠鲼航行器之间的相对位置信息，基于相对位置信息建立基于纯追踪导引法的仿蝠鲼航行器跟随运动学模型；基于仿蝠鲼航行器跟随运动学模型和不同行为区域的跟随控制目标设计不同行为区域的跟随航行器的航向控制律和速度控制律。本申请设计了多种避障策略，有效提升仿蝠鲼航行器的航行安全性和环境适应性。
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公开(公告)号：CN117148727B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202311424151.5
申请日：2023-10-31
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于尾鳍与变浮力系统的仿蝠鲼航行器底栖下潜控制方法，属于水下航行器运动控制领域。包括通过内置的高度计装置，实时获取航行器对底高度；根据航行器对底高度与设定的对底高度阈值进行比较，划分为不同模态阶段；在不同的模态阶段中，通过控制航行器两侧胸鳍和尾鳍的振幅、振幅偏置以及调整变浮力系统使航行器以不同的姿态下潜。本发明通过对于航行器俯仰姿态的受力分析，利用尾鳍与胸鳍的联合扑动，实现航行器水下落底软着陆，减轻落底时海底环境对航行器的冲击，降低航行器结构损伤风险，提高航行器底栖下潜作业的安全性。
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公开(公告)号：CN115755938B
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202211342074.4
申请日：2022-10-30
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及一种基于非对称模糊S面的仿蝠鲼航行器深度控制方法，通过深度传感器采集仿蝠鲼航行器当前的深度，计算其与期望深度的偏差；将仿蝠鲼航行器的深度偏差和深度偏差的变化率作为模糊控制器的输入，通过模糊控制器得到S面控制器的两个控制参数k1和k2的变化值Δk1和Δk2；利用Δk1和Δk2分别对改进的S面控制器中对应的k1和k2进行实时修正，将修正后的控制参数k1和k2作为改进的s面控制算法在当前时刻的控制参数；采用改进的S面控制算法，控制仿蝠鲼航行器的尾鳍偏置角度，使仿蝠鲼航行器运动到期望的深度。
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公开(公告)号：CN117148727A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311424151.5
申请日：2023-10-31
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于尾鳍与变浮力系统的仿蝠鲼航行器底栖下潜控制方法，属于水下航行器运动控制领域。包括通过内置的高度计装置，实时获取航行器对底高度；根据航行器对底高度与设定的对底高度阈值进行比较，划分为不同模态阶段；在不同的模态阶段中，通过控制航行器两侧胸鳍和尾鳍的振幅、振幅偏置以及调整变浮力系统使航行器以不同的姿态下潜。本发明通过对于航行器俯仰姿态的受力分析，利用尾鳍与胸鳍的联合扑动，实现航行器水下落底软着陆，减轻落底时海底环境对航行器的冲击，降低航行器结构损伤风险，提高航行器底栖下潜作业的安全性。
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公开(公告)号：CN116945155A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310394657.X
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种具有空间非对称特征的CPG相位振荡器模型，通过改进传统的CPG相位振荡器模型，将带有空间非对称系数的振幅偏置方程引入其中，使其具有空间非对称特征。与现有技术相比，本发明构建的CPG相位振荡器模型可方便地输出空间非对称信号，实现空间非对称的类正弦信号输出，通过改变方程中的空间非对称系数能够单独控制输出信号的偏置，用于实现仿生机器人的空间非对称性运动，具有计算简单、控制方便、信号切换快速且平滑的特点。
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公开(公告)号：CN116482974A
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202310394658.4
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型及应用，该模型通过构建振幅偏置方程来引入振幅偏置；通过将输出方程中的余弦函数改变为振幅偏置和正弦函数相加的形式，实现类正弦信号的输出，从而实现空间非对称扑动；通过引入空间非对称拍动系数来实现振幅偏置的改变；将振幅偏置方程设计为振幅是否为0的两种不同形式，即可实现定量角度偏置信号和周期性节律信号的不同输出，从而实现扑动和滑翔的两种不同模态；将振幅偏置方程和改进后的输出方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，即可完成具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型的构建。本发明构建的CPG相位振荡器模型用于仿生扑翼机器人的滑翔与扑动模态的切换及运动控制，可实现扑翼结构的空间非对称上下扑动与定量角度偏置，且振幅偏置单独可控、扑动与滑翔模态切换快速且平滑，具有计算简单、控制方便、环境适用性强的特点。
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公开(公告)号：CN115496921A
公开(公告)日：2022-12-20
申请号：CN202211002230.2
申请日：2022-08-21
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种仿生航行器多视角相似度综合评估方法，首先从仿生航行器和真实生物的不同角度采集图像，提取它们的轮廓，并通过轮廓点采样方法得到尽可能均匀的轮廓采样点。其次，采用形状上下文算法计算相似度评价矩阵。最后，通过形状上下文距离计算每个视图之间的相似度。对每个视图的相似度进行加权求和，得到仿生航行器的整体外形相似度。该方法基于形状上下文算法计算仿生航行器的相似度值，为其外形和结构优化指明了方向。
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公开(公告)号：CN117550047A
公开(公告)日：2024-02-13
申请号：CN202311475099.6
申请日：2023-11-08
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种仿蝠鲼潜水器环境适配控制方法，涉及仿生潜水器控制技术领域。根据水面、水中、水底三种不同海洋环境，通过设置胸鳍上的中央模式发生器CPG参数来调整胸鳍形态和扑动参数，实现仿蝠鲼潜水器水面漂浮、水中弓形滑翔‑扑翼机动、水底底栖驻留多模态运动行为。本发明涉及的每种运动行为具有自身典型特点，存在与环境对应的最优行为；针对环境与应用需求规划动作方法，实现仿蝠鲼潜水器多模态行为与环境的适配；对于仿蝠鲼潜水器自适应控制研究具有重要意义。
