仿生机器鱼运动控制方法综述

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1、网络出版地址:http://www．cnki．net/kcms/doi/10．3969/j．issn．16734785．201309004．html仿生机器鱼运动控制方法综述王耀威，纪志坚，翟海川(青岛大学自动化工程学院，山东青岛266071)摘要:运动控制是仿生机器鱼研究的核心问题，为此，依据解决运动控制问题的不同思路，总结了仿生机器鱼运动控制常见的几种研究方法:基于杆系结构的鱼体波曲线拟合法、正弦控制器方法和基于中枢模式发生器模型的方法，分别对3种运动控制方法的基本原理和特点进行了总结和归纳，分析了3种方法在可靠性、稳定性和实时性等方面的优

2、缺点，最后指出了仿生机器鱼运动控制方法的发展趋势。关键词:仿生机器鱼;运动控制;正弦控制器;鱼体波曲线拟合;中枢模式发生器中图分类号:TP301．6文献标志码:A文章编号:1673-4785(2014)03-0276-09中文引用格式:王耀威，纪志坚，翟海川．仿生机器鱼运动控制方法综述［J］．智能系统学报，2014，9(3):276-284．英文引用格式:WANGYaowei，JIZhijian，ZHAIHaichuan．Asurveyonmotioncontrolofthebiomimeticroboticfish［J］．CAAITransa

3、ctionsonIntelligentSystems，2014，9(3):276-284．AsurveyonmotioncontrolofthebiomimeticroboticfishWANGYaowei，JIZhijian，ZHAIHaichuan(SchoolofAutomationEngineering，QingdaoUniversity，Qingdao266071，China)Abstract:Motioncontrolisthekeyissueinthebiomimeticroboticfishresearch．Thispaperp

4、resentsacomprehen-sivereviewofmotioncontrolofthebiomimeticroboticfishunderdifferentscenarios．Proposalsformotioncontrolofthebiomimeticroboticfishreviewedincludethemethodofcurvefittingofthefishbodywavebasedonthestructureofthebarsystem，themethodofsinusoidalcontrollerandthemetho

5、dbasedonthecentralpatterngenerator(CPG)．Theprinciplesofeachofthesemethodsaswellasthecorrespondingcharacteristicsarediscussed，andthentheadvantagesanddisadvantagesofthethreemethodsareanalyzedinrespecttotheirreliability，stabilityandreal-timeperformance．Thedevelopingtrendsofmoti

6、oncontrolofthebiomimeticroboticfisharealsopointedout．Keywords:biomimeticroboticfish;motioncontrol;sinusoidalcontroller;fishbodywavecurvefitting;centralpat-terngenerator鱼类作为自然界最早出现的脊椎动物，其种类繁多，生活环境各异，为了觅食、御敌、繁殖后代和集群洄游等生存需要，经过亿万年的自然选择进化出了非凡的水中运动能力，其游动具有推进效率高、机动性强、隐蔽性好、噪声低等优点［1］

7、。鱼类在水中游动的完美性，吸引着大批学者研究鱼类的运动机理和开发仿鱼类水下机器人。人类的发展离不开资源的持续供应，随着陆上资源的日益紧缺，未来海洋资源的开发成为现在研究的热点。随着人类科学和技术的不断发展进步，适应各种非结构化环境的水下机器人将会得到迅猛的发展。传统的基于螺旋桨的人造水下航行器，在启动、加速性能、运动灵活性、受承载空间等方面的缺点限制了其作业时间和范围，进一步限制了其应用领域［2］。仿生机器鱼作为一种结合了鱼类推进模式和机器人技术的新型水下机器人，与传统的基于螺旋桨的人造水下航行器相比，具有以下几方面收稿日期:2013-09-0

8、1．网络出版日期:2014-06-14．基金项目:国家自然科学基金资助项目(61374062，61075114)．通信作者:纪志坚．E-mail:ji