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水下仿生智能機器人
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水下仿生智能機器人 版權(quán)信息
- ISBN：9787508858142
- 條形碼：9787508858142 ; 978-7-5088-5814-2
- 裝幀：平脊精裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：
水下仿生智能機器人 本書特色
本書為海洋機器人設(shè)計與智能控制提供了方法和技術(shù)參考，也為智能機器人研究提供了有益借鑒。
水下仿生智能機器人 內(nèi)容簡介
自然進化賦予生物優(yōu)異的運動及環(huán)境適應(yīng)能力，為人工系統(tǒng)創(chuàng)新提供了啟迪。本書圍繞水下仿生智能機器人，系統(tǒng)闡述了作者所研發(fā)的仿生機器魚、仿生機器水母和兩棲機器人的系統(tǒng)設(shè)計與智能控制技術(shù)，主要包括：機器魚的仿生設(shè)計與運動控制、主動視覺跟蹤系統(tǒng)、目標(biāo)跟隨控制、三維跟蹤控制、機器水母的仿生設(shè)計與智能控制、兩棲機器人多模態(tài)運動與行為控制。本書為海洋機器人設(shè)計與智能控制提供了方法和技術(shù)參考，也為智能機器人研究提供了有益借鑒。本書理論與實踐相結(jié)合、內(nèi)容新穎、系統(tǒng)實用，可作為普通高等院校從事水下仿生及海洋機器人研究的教師的參考書，也可作為相關(guān)專業(yè)研究生、本科生和工程技術(shù)人員的科研資料和輔助讀物。
水下仿生智能機器人 目錄
目錄
叢書前言一
叢書前言二
前言
1 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 仿生機器魚研究現(xiàn)狀 3
1.3 仿生機器水母研究現(xiàn)狀 11
1.4 兩棲機器人研究現(xiàn)狀 24
參考文獻 28
2 機器魚的仿生設(shè)計與運動控制 33
2.1 引言 33
2.2 機械系統(tǒng)設(shè)計 34
2.2.1 頭部設(shè)計 35
2.2.2 圖像增穩(wěn)云臺機構(gòu) 35
2.2.3 胸鰭機構(gòu) 36
2.2.4 多連桿機構(gòu) 37
2.3 電控系統(tǒng)設(shè)計 38
2.3.1 總體設(shè)計 38
2.3.2 傳感器模塊 38
2.3.3 電源模塊 39
2.3.4 電機驅(qū)動模塊 40
2.3.5 通信模塊 40
2.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計 40
2.4.1 嵌入式軟件設(shè)計 41
2.4.2 控制中心軟件設(shè)計 42
2.4.3 通信協(xié)議設(shè)計 43
2.5 三維運動控制 44
2.5.1 仿生CPG模型 44
2.5.2 三維運動分析及控制 47
2.5.3 實驗與分析 48
2.6 能量采集與分析 51
2.6.1 能量采集系統(tǒng)設(shè)計 51
2.6.2 能量數(shù)據(jù)分析 54
2.7 小結(jié) 59
參考文獻 59
3 仿生機器魚主動視覺跟蹤系統(tǒng) 61
3.1 引言 61
3.2 視覺穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)計 61
3.2.1 問題描述 61
3.2.2 受控系統(tǒng)建模 63
3.2.3 反饋控制器的設(shè)計及仿真 64
3.2.4 前饋反饋控制器的設(shè)計及仿真 66
3.2.5 實驗驗證 67
3.3 主動視覺跟蹤系統(tǒng)設(shè)計 72
3.3.1 視覺跟蹤算法簡介 72
3.3.2 受控系統(tǒng)建模及分析 75
3.3.3 控制器設(shè)計 79
3.3.4 實驗驗證 81
3.4 小結(jié) 83
參考文獻 83
4 基于強化學(xué)習(xí)的仿生機器魚目標(biāo)跟隨控制 85
4.1 引言 85
4.2 強化學(xué)習(xí)基礎(chǔ) 86
4.2.1 基本概念 86
4.2.2 Q學(xué)習(xí)算法 87
4.3 深度Q學(xué)習(xí)算法 88
4.4 強化學(xué)習(xí)算法設(shè)計 90
4.4.1 問題描述 91
4.4.2 狀態(tài)向量和動作向量的選取 92
4.4.3 回報函數(shù)的設(shè)計 93
4.5 仿真實驗及分析 94
4.5.1 理想情況下DDPG算法的性能實驗仿真 94
4.5.2 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 95
4.5.3 受控系統(tǒng)發(fā)生改變時強化學(xué)習(xí)算法的適應(yīng)性 97
4.5.4 滯后環(huán)節(jié)對強化學(xué)習(xí)算法的影響 99
4.6 跟蹤實驗驗證 102
4.7 小結(jié) 104
參考文獻 105
5 仿生機器魚三維跟蹤控制 106
5.1 引言 106
5.2 問題描述與系統(tǒng)框架 107
5.3 基于嵌入式視覺的三維定位 108
5.4 基于模糊滑模的定深控制 111
5.4.1 仿生機器魚俯仰運動分析 111
5.4.2 仿生機器魚定深控制器設(shè)計 113
5.5 多階段的定向控制 115
5.6 實驗分析 117
5.6.1 定深控制實驗 117
5.6.2 定向控制實驗 119
5.6.3 三維跟蹤控制實驗 122
5.6.4 分析與討論 123
5.7 小結(jié) 125
參考文獻 125
6 機器水母的仿生設(shè)計與智能控制 127
6.1 引言 127
6.2 機械系統(tǒng)設(shè)計 128
6.2.1 執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計 128
6.2.2 力傳動機構(gòu)設(shè)計 129
6.2.3 重心調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)計 130
6.2.4 殼體及密封設(shè)計 133
6.2.5 樣機加工 134
6.3 電控系統(tǒng)設(shè)計 135
6.3.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 136
6.3.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計 137
6.4 多模態(tài)運動控制 138
6.4.1 機器水母振蕩器 138
6.4.2 控制參數(shù)設(shè)定 141
6.4.3 多模態(tài)運動實驗 142
6.5 姿態(tài)鎮(zhèn)定控制 145
6.5.1 基于強化學(xué)習(xí)的姿態(tài)控制器設(shè)計 145
6.5.2 強化學(xué)習(xí)模型仿真與分析 148
6.5.3 實驗分析 151
6.6 小結(jié) 155
參考文獻 155
7 兩棲機器人多模態(tài)運動與行為控制 157
7.1 引言 157
7.2 樣機設(shè)計與運動步態(tài)分析 158
7.2.1 樣機設(shè)計 158
7.2.2 典型運動步態(tài) 160
7.3 基于CPG的多模態(tài)運動控制 162
7.3.1 基于液位傳感反饋的CPG模型 164
7.3.2 水陸切換控制 168
7.3.3 俯仰控制 172
7.3.4 多模態(tài)運動控制 173
7.3.5 實驗結(jié)果 175
7.4 耦合傳感反饋的自主運動控制 180
7.4.1 基于模糊控制器的障礙物信息聚類 181
7.4.2 耦合紅外傳感反饋的避障控制 187
7.4.3 耦合觸覺傳感反饋的俯仰控制 190
7.4.4 仿真和實驗 190
7.5 小結(jié) 192
參考文獻 193
8 總結(jié) 194
8.1 內(nèi)容總結(jié) 194
8.2 未來發(fā)展方向 196
索引 199
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