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专利号: 2016111157015
申请人: 成都信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种机器鱼尾鳍运动能耗建模方法,其特征在于,所述方法包括:

获取机器鱼尾鳍摆动频率;

获取机器鱼尾鳍摆动幅度;

获取机器鱼尾鳍摆动偏角;

根据所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系公式,计算所述机器鱼匀速直线运动的能耗;

根据所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度、摆动偏角与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系公式,计算所述机器鱼转弯运动的能耗。

2.根据权利要求1所述的建模方法,其特征在于,在所述获取机器鱼尾鳍摆动频率之前,还包括:在所述机器鱼做匀速直线运动时,每隔设定时间获取一次机器鱼尾鳍摆动频率和机器鱼尾鳍摆动幅度,并计算所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗;

对所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗三者的关系进行曲线拟合,得到所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系公式;

在所述机器鱼做转弯运动时,每隔设定时间获取一次机器鱼尾鳍摆动频率、机器鱼尾鳍摆动幅度和机器鱼尾鳍摆动偏角,并计算所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗;

对所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度、所述机器鱼尾鳍摆动偏角与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系进行曲线拟合,得到所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度、摆动偏角与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系公式。

3.根据权利要求1所述的建模方法,其特征在于,所述根据所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系公式,计算所述机器鱼匀速直线运动的能耗,具体包括:根据公式 计算所述机器鱼匀速直线运动的耗能,其中,ESS-L为所述机器鱼匀速直线运动距离S所消耗的能量,Eonesecond-L为单位时间内所述机器鱼尾鳍的能耗,VL为所述机器鱼匀速游动的速度,P00,

P10,P01,...,P32,P23,P14、P00',P10',P01',...,P32',P23',P14'均为系数,aA为机器鱼尾鳍摆动幅度,f为机器鱼尾鳍摆动频率。

4.根据权利要求1所述的建模方法,其特征在于,所述根据所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度、摆动偏角与所述机器鱼尾鳍单位时间内运动能耗之间的关系公式,计算所述机器鱼转弯运动的能耗,具体包括:根据公式 计算所述机器鱼转弯运动的耗能,其中,ESS-C为

所述机器鱼转过弧长为 的弯所消耗的能量,Eonesecond-C为单位时间内所述机器鱼的能耗,VC为所述机器鱼的线速度, R=P1a03+P2a02+P3a0+P4,LAB为转弯起点与转弯终点之间的距离,a0为所述机器鱼尾鳍摆动偏角,Eonesecond-C=P00+P10f+P01aA+P20f2+P11aAf+P02a0, P1,P2,P3,P4、P00,P10,P01,P11,P02,P20、P0',P1',P2',P3',P4',P5',P6',P7',P8'为系数,aA为机器鱼尾鳍摆动幅度,f为机器鱼尾鳍摆动频率。

5.一种机器鱼尾鳍运动能耗建模系统,其特征在于,所述系统包括:

摆动频率获取单元,用于获取机器鱼尾鳍摆动频率;

摆动幅度获取单元,用于获取机器鱼尾鳍摆动幅度;

摆动偏角获取单元,用于获取机器鱼尾鳍摆动偏角;

直线运动能耗计算单元,用于根据所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系公式,计算所述机器鱼匀速直线运动的能耗;

转弯运动能耗计算单元,用于根据所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度、摆动偏角与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系公式,计算所述机器鱼转弯运动的能耗。

6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:

第一参数获取单元,用于在所述机器鱼做匀速直线运动时,每隔设定时间获取一次机器鱼尾鳍摆动频率和机器鱼尾鳍摆动幅度,并计算所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗;

第一曲线拟合单元,用于对所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗三者的关系进行曲线拟合,得到所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系公式;

第二参数获取单元,用于在所述机器鱼做转弯运动时,每隔设定时间获取一次机器鱼尾鳍摆动频率、机器鱼尾鳍摆动幅度和机器鱼尾鳍摆动偏角,并计算所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗;

第二曲线拟合单元,用于对所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度、所述机器鱼尾鳍摆动偏角与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系进行曲线拟合,得到所述机器鱼尾鳍摆动频率、所述机器鱼尾鳍摆动幅度、摆动偏角与所述机器鱼尾鳍单位时间内的运动能耗之间的关系公式。

7.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述直线运动能耗计算单元具体包括:直线运动能耗计算子单元,用于根据公式 计算所述机器鱼

匀速直线运动的能耗,其中,ESS-L为所述机器鱼匀速直线运动距离S所消耗的能量,Eonesecond-L为单位时间内所述机器鱼的能耗,VL为所述机器鱼匀速游动的速度,P00,

P10,P01,...,P32,P23,P14、P00',P10',P01',...,P32',P23',P14'均为系数,aA为机器鱼尾鳍摆动幅度,f为机器鱼尾鳍摆动频率。

8.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述转弯运动能耗计算单元具体包括:转弯运动能耗计算子单元,用于根据公式 计算所述机器

鱼转弯运动的能耗,其中,ESS-C为所述机器鱼转过弧长为 的弯所消耗的能量,Eonesecond-C为单位时间内所述机器鱼的能耗,VC为所述机器鱼的线速度, R=P1a03+P2a02+P3a0+P4,LAB为转弯起点与转弯终点之间的距离,a0为所述机器鱼尾鳍摆动偏角,E o n e s e c o n d - C = P 0 0 + P 1 0 f + P 0 1 a A + P 2 0 f 2 + P 1 1 a A f + P 0 2a 0 ,P1,P2,P3,P4、P00,P10,P01,P11,P02,P20、P0',P1',P2',P3',P4',P5',P6',P7',P8'为系数,aA为机器鱼尾鳍摆动幅度,f为机器鱼尾鳍摆动频率。