文献类型：期刊文章

作　　者：刘科显[1] 孟庆浩[1] 徐雪寒[1]

LIU Kexian;MENG Qinghao;XU Xuehan(Institute of Robotics and Autonomous Systems,Tianjin Key Lab of Process Detection and Control,School of Electrical and Information Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China)

机构地区：[1]天津大学电气自动化与信息工程学院,天津市过程检测与控制重点实验室,机器人与自主系统研究所,天津300072

出　　处：《传感技术学报》

基　　金：国家重点研究计划项目(2017YFC0306200)。

年　　份：2021

卷　　号：34

期　　号：9

起止页码：1173-1181

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：远场流速和攻角预测是多关节机器鱼实现水下自主巡航与控制的前提,本文通过理论分析、流体力学仿真及估计的方法对此问题进行了研究。首先,采用势流理论和伯努利方程分析了摆动工况下Joukowski对称翼型的表面压力,发现翼型表面压力与远场流速、攻角和摆动频率有关。其次,以Joukowski翼型为基础建立二维多关节机器鱼几何模型,并给出了鱼身波动方程。再次,基于鱼体均布的多个压力监测点,定义了无量纲化压力系数,并根据各监测点组合形式提出了四种测量模型。通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术分析了多关节机器鱼摆动频率固定情况下各测量模型输出结果与远场流速和攻角之间的关系,采用最小二乘法确定了四种测量模型输出的回归方程,并作为观测方程。最后,给出了由远场流速和鱼体转动角度构成的状态方程,进行数值计算,结果表明各测量模型均可以有效追踪实际流场状态,其中多测量模型组合方式对流场预测效果要好于单个测量模型。

关 键 词：信号处理  流场预测  计算流体力学 SIR粒子滤波  多关节机器鱼  

分 类 号：TP211]