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摘要
第1章 绪论
1．1 研究背景及意义
1．2 国内外研究动态
1．2．1 仿生机器鱼驱动方式的国内外研究现状
1．2．2 鱼体游动理论研究的国内外研究现状
1．2．3 鱼体游动数值仿真的国内外研究现状
1．2．4 机器鱼实验研究的国内外研究现状
1．3 现有研究存在的问题
1．4 论文主要研究内容
第2章 单驱动仿生机器鱼的结构特点与实现
2．1 单驱动仿生机器鱼结构特点
2．2 硬件电路设计
2．3 软件系统设计
2．4 运动控制算法
2．5 本章小结
第3章 单驱动仿生机器鱼动力学建模
3．1 仿生原型运动学建模
3．2 单驱动仿生机器鱼动力学建模
3．3 类似阻尼近似外部流体力的系统动力学求解
3．4 数量级近似外部流体力的系统动力学建模
3．5 单驱动仿生机器鱼关键动力特性参数的解析表示
3．6 本章小节
第4章 单驱动仿生机器鱼多运动模式的数值仿真研究
4．1 自主游动的控制方程
4．1．1 流体域的控制方程
4．1．2 鱼体域的控制方程
4．1．3 鱼体／流体域交界面的边界条件
4．2 鱼体动力学与流体动力学的一体化求解方法
4．3 数值求解方法的验证
4．3 巡游仿真
4．3．1 网格划分
4．3．2 动网格技术
4．3．3 巡游仿真结果分析
4．4 转弯仿真
4．4．1 转弯方式
4．4．2 转弯仿真结果分析
4．5 加速-滑行仿真
4．5．1 加速-滑行方式
4．5．2 加速-滑行仿真结果分析
4．6 本章小结
第5章 单驱动仿生机器鱼多运动模式的实验研究
5．1 基于USB摄像头自动跟踪的机器鱼测量系统
5．1．1 基于自适应选代法的图像二值化
5．1．2 基于改进的区域生长的目标提取
5．1．3 X-Y双坐标移动台
5．2 特征参数的测量方法
5．2．1 单帧图片处理流程
5．2．2 直线运动速度的潮量方法
5．2．3 鱼头摆动角度测量方法
5．2．4 鱼尾三个标记点的运动分析方法
5．2．5 机器鱼转弯半径的获取方法
5．3 巡游实验
5．3．1 直线巡游运动特征分析
5．3．2 巡游实验中鱼尾运动曲线
5．3．3 在低于3Hz情况下实验结果分析
5．3．4 机器鱼在高频下的运动分析
5．4 转弯实验
5．4．1 转弯运动特征分析
5．4．2 转弯过程中鱼尾运动曲线
5．4．3 转弯半径和角速度
5．4．3 极限转弯运动特征分析
5．5 加速-滑行实验
5．5．1 加速-滑行时间比对稳态速度影响
5．5．2 摆尾周期数对稳态速度的影响
5．5．3 加速-滑行运动特征分析
5．5．4 加速滑行运动新模型探讨
5．6 本章小结
第6章 总结与展望
6．1 论文总结
6．2 工作展望
6．2．1 机械结构的改进
6．2．2 最佳主动力作用模式探究
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的论文
东南大学;
