CN104950884A 说明书 4/6页 直流电机28和微型水泵210，所述直流电机28、微型水泵210和舵机29协同运作分别控制 仿生移动节点2前进、转向以及沉浮，所述定位模块211采集节点位置信息。其中，所述水 质参数采集21、水声通信系统25、直流电机28、舵机29、微型水泵210、定位模块211和姿 态检测模块212共用一个微处理器，所述微处理器为ARM⑧Cortex M3内核32位高性能的 STM32F103芯片。 [0022]如图3~9所示，本发明提供一种面向大范围水质监测的仿生鱼协同控制方法，包 括以下步骤： S1:岸上基站发送运行轨迹控制指令给领航仿生节点，领航仿生节点由GPRS接收控制 指令后可输出PWM波控制直流电机、舵机和微型水泵进入巡游模式，并以水声方式广播队 形信息。 [0023]S2:跟随仿生节点通过水声搜索领航仿生节点位置，接收队形信息后，可计算得出 相对距离与角度： S3:根据模糊控制算法，跟随仿生节点输出PWM波控制直流电机、舵机和微型水泵进入 追踪模式，追踪领航仿生节点运行轨迹，同时采集并发送水质参数信息； S4:领航仿生节点接收跟随仿生节点发来的水质参数信息，解析、打包后发送到岸上基 站； S5:重复步骤S1~S5。 [0024]本发明的面向大范围水质监测的仿生鱼协同控制方法采用多个移动节点编队控 制方式采集水质参数信息。移动节点模仿金枪鱼外观设计，可分为领航仿生节点和跟随仿 生节点。领航仿生节点浮于水面区域巡游，以水声广播的方式告知水里的跟随仿生节点队 形信息，同时收集跟随仿生节点采集的水质参数信息，并与岸上基站实现通信。跟随仿生移 动节点接收队形信息后以一定的几何构型跟随领航仿生节点移动，并采集、发送水质参数 信息。领航与跟随仿生节点间采用水声通信技术，领航仿生节点与岸上基站间采用GPRS通 信技术。编队系统采用分布式模糊编队控制方式，可以实现远程控制，测试范围广，精度高， 在线监测不同水域的水质参数。 [0025]进一步，通过模糊编队控制方式，利用领航与跟随仿生节点间的相对距离、方向协 同驱动一个领航仿生节点与多个跟随仿生节点，感知能力广，可监测大范围水质环境。所述 模糊控制方法包含： S31:获取相对距离，相对角度，在其论域上建立两个隶属度函数，在输出论域上建立航 速与航向六个隶属度函数： S32:对输入进行离散化，划分为N,M个离散值： S33:输入离散值后，根据实际经验建立的3×3模糊推理规则表计算其模糊输出，得到 M×N对决策值，所述模糊控制策略包括航速信息和航向信息； S34:根据已经反模糊化的模糊控制查询表分别控制直流电机与舵机，编队控制多个仿 生移动节点协同前进。 [0026]更进一步，所述模糊编队控制策略包括转向信息和转速信息，所述转向信息和转 速信息所依据的模糊控制查询表是预先通过以下模糊推理机计算所得的： 输入：相对距离较远、适中、较近与相对角度偏小、正好、偏大，根据领航一跟随移动 节点相对位置实际情况设定。相对距离在0~5米为较近，56米适中，大于6米较远：相对