水下仿生航行器高效高机动运动的基础理论与关键技术

项目（课题）名称：水下仿生航行器高效高机动运动的基础理论与关键技术

项目（课题）类型：国家自然基金委重点项目

项目摘要：水下航行器对推进技术的需求通常归结为对效率、机动性的要求。受鱼类高效、高机动运动的启发，本项目拟构建一个集机构仿生、运动仿生、控制仿生于一体的水下仿生推进平台，深入研究高效、高机动仿鱼运动的基础理论与关键技术。主要研究工作包括：研究高机动运动的运动学及动力学特性，建立高机动运动控制模型；研究尾鳍高效推进的柔性驱动机理，初步揭示主动驱动和柔顺欠驱动的相互作用机制；探讨高机动游动模态生成、优化及精准控制，给出具有一定抗扰能力的精准机动控制方法；研究多种仿鳍（包括多自由度胸鳍、折叠臀鳍/背鳍、可旋转尾鳍等）推进机构及高效柔性尾鳍推进器的设计与实现；在此基础上，通过单元仿生技术的集成，研制开发具有不同推进配置的仿生机器鱼原型样机，搭建一体化实验平台，对所提理论和方法进行验证。本项目研究成果不仅可以增进对鱼类游动生物力学的认识，而且为兼具效率和机动性的水下航行器设计与控制提供重要的理论和技术支撑。

关键词：水下仿生航行器;仿生机器鱼;高效;高机动;运动控制