一种仿生长鳍波动推进器运动控制方法

摘要

本发明一种仿生长鳍波动推进器运动控制方法，针对不同的长鳍波动推进器运动模式设定相应的控制参数和初始值，依据输入的控制参数和初始值利用欧拉方法迭代求解中枢模式发生器模型微分方程，利用迭代计算过程中中枢模式发生器模型的输出振幅值计算长鳍波动推进器上各鳍条的摆动角度，通过脉宽调制波产生器将摆动角度转化成舵机控制量协调控制长鳍波动推进器上的多个舵机，使长鳍波动推进器产生稳定连续的节律的波动运动，实现前进、后退、急停、转弯和快速启动。该方法简单、可靠，易于实现，计算量较小，能满足长鳍波动推进器多路舵机协调控制的实时性要求。

主权项

长鳍波动推进器控制方法，其控制步骤包括：步骤S1：选取长鳍波动推进器的运动模式；步骤S2：对选取的长鳍波动推进器的运动模式设定中枢模式发生器模型微分方程的输入参数；步骤S3：对选取的运动模式设定中枢模式发生器模型微分方程的初始值；步骤S4：设定求解中枢模式发生器模型微分方程的数值计算方法中的迭代计算步长；步骤S5：在给定中枢模式发生器模型微分方程的全部参数、初始值和计算步长基础上，利用欧拉方法解出中枢模式发生器模型微分方程的数值解，该数值解为计算长鳍波动推进器舵机控制输出量所必须的中间变量；步骤S6：依据中枢模式发生器模型微分方程的数值解进一步计算出中枢模式发生器模型的输出振幅值，该输出振幅值为计算长鳍波动推进器舵机控制输出量所必须的中间变量；步骤S7：将中枢模式发生器模型的输出振幅值进行规范化，进而计算出长鳍波动推进器鳍条摆动的角度，并转换成脉宽调制波产生器的输入计数值；步骤S8：由脉宽调制波产生器根据输入计数值产生相应占空比的方波，用于舵机运动控制，完成本控制周期内对舵机的控制输出；步骤S9：将中枢模式发生器模型微分方程的数值解作为下一控制周期求解中枢模式发生器模型微分方程时的初始值，保持已设定的中枢模式发生器模型微分方程输入参数和迭代计算步长不变，返回步骤S5进行迭代运算。