题目：仿生机器鱼尾鳍拍动控制研究

仿鱼推进的研究是当前新兴的一个热点，是人类未来先进水下机器人和水下潜器推进方式的重要发展方向。本文在前人机器鱼研究的基础上以仿生机器鱼尾鳍拍动的控制算法及系统实现方法为研究对象，主要针对“如何保证尾鳍拍动的跟随性，减小拍动过程中的失真，从而使尾鳍推进效率得到提高”这一课题，展开理论分析和实验研究，提出了相应的控制理论，建立了验证平台，并进行了实验分析。本文的主要工作包括以下内容：1）全面、深入地分析了国内外现有的典型仿鱼机器人，指出了研究过程中存在的一些问题，为本文的研究指明了方向。2）基于北航SPC系列机器鱼的两关节尾鳍推进机构方式，推导出了针对主臂及小臂的控制方程。3）对尾鳍拍动过程中的失真进行分析，提出了具有校正失真作用的主臂拍动算法及小臂拍动算法。同时对PID参数调节、定中位算法、转弯算法等进行了分析。4）参与建立了SPCIII-ROV及SPC-III AUV机器鱼验证平台。对平台的机械结构、控制系统进行了较详细地阐述。将形成的算法分别在两个平台上实现，并进行了实验分析。5）对高频拍动的实现进行了探讨，分析了软硬件系统响应时间及动力系统功率对拍频提高的限制。尝试将算法通过FPGA硬件逻辑实现。