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申请/专利权人：哈尔滨工业大学
摘要：一种身体尾鳍模式仿生水下机器鱼直线加速游动的推力与阻力估计方法，属于仿生水下机器鱼动力测量技术领域。本发明针对身体尾鳍模式仿生水下机器鱼需要配置测量设备测量推力和阻力，设备复杂并且推力与阻力无法准确分离的问题。包括搭建水下机器鱼直线加速游动实验平台，控制水下机器鱼由静止开始进行直线加速游动，采集游动图片；进行图像处理，获得原始鱼体波曲线进而得到完整运动轨迹；采用重构方法获得游动参数；在直线加速游动时间段内，进行游动参数的拟合，获得最终稳态游动速度和最终加速特征距离；计算得到等效附加质量和游动阻力系数，进而计算得到平均推力和游动阻力。本发明用于水下机器鱼在直线加速游动时推力与阻力的估计。
主权项：1.一种身体尾鳍模式仿生水下机器鱼直线加速游动的推力与阻力估计方法，其特征在于包括，搭建水下机器鱼直线加速游动实验平台，按预设驱动信号的频率和幅值控制水下机器鱼由静止开始进行直线加速游动，直到达到稳态游动；采用摄像机连续拍摄水下机器鱼游动全过程的游动图片；对所有游动图片进行图像处理，提取每张游动图片中鱼体中性线的原始鱼体波曲线，并由所有原始鱼体波曲线组成鱼体中性线的完整运动轨迹；对鱼体中性线的完整运动轨迹采用鱼体波重构方法获得水下机器鱼两个摆动周期的实际时均速度、实际尾尖摆幅和实际尾尖处的鱼体波轮廓线斜率；同时采用复模态分解方法确定实际鱼体波波速；对所述实际时均速度进行数据分割，确定直线加速游动的起始时刻和终止时刻，获得直线加速游动时间段；根据时均速度的计算公式，通过调整稳态游动速度和加速特征距离计算直线加速游动时间段内的时均速度估计值，直到时均速度估计值与实际时均速度的比较结果达到设定拟合优度，得到最终稳态游动速度和最终加速特征距离；根据最终稳态游动速度和最终加速特征距离，并结合实际尾尖摆幅计算得到尾尖处的等效附加质量；再根据尾尖处的等效附加质量、实际尾尖处的鱼体波轮廓线斜率和实际鱼体波波速计算得到平均推力和游动阻力。
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权利要求：
百度查询： 哈尔滨工业大学 身体尾鳍模式仿生水下机器鱼直线加速游动的推力与阻力估计方法
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