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作者：李宗刚;王治平;夏广庆;康会峰;
单位：兰州交通大学机电工程学院;兰州交通大学机器人研究所;大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室;北华航天工业学院河北省跨介质飞行器重点实验室;
摘要：针对3自由度胸鳍、柔性身体与尾鳍协同推进步态控制参数繁多、动力学建模不精确问题，设计了一种基于模糊自适应的滑模方法控制仿生机器鱼精确俯仰运动。首先，基于给定的3自由度胸鳍与柔性身体协同推进运动规律，通过最小二乘法利用CFD数值模拟建立了鱼体推力/力矩与胸鳍拍翼旋转相位差和柔性身体波动频率之间的关系。其次，以当前和期望深度水平面为渐近面的光滑曲线为期望运动轨迹，利用所设计模糊自适应滑模控制器实现机器鱼自由俯仰运动，其中采用模糊控制器分析计算模糊控制规则自适应律，实时补偿机器鱼运动时动力学模型的不确定项和水流干扰项，并结合滑模控制器减小系统抖振实现轨迹精确跟踪。最后，仿真和水池实验结果表明，机器鱼能够快速、平稳地在不同深度之间进行游动，其运动轨迹光滑，最大深度偏差仅为0.08 m，稳态误差保持在0.04 m以内，从而验证了所提方法的有效性。
关键词：仿生机器鱼;;CFD数值模拟;;模糊自适应控制;;滑模控制;;定深运动
基金资助：国家自然科学基金资助项目(61663020;12175032;12102082;12275044;12211530449);; 国防基础科研计划资助项目(JCKY2022407C009);; 甘肃省高等学校产业支撑计划项目(2022CYZC-33);; 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室开放课题(ZG22119);; 兰州交通大学军民融合创新团队培育基金(JMTD202211)
