CN104881045A 说明书 8/9页 s(k)=c%(k)+c(k)+c(k) [0111] (k)=s(k)-s(k-1) (13) [0112] 其中，c1,c2与c3为常量调节因子。 [0113] 所述模糊控制器的设计及胸鳍攻角的变化率的计算方法包括如下步骤： [0114] 模糊控制器隶属度设计 [0115] 输入切换函数值s、切换函数的变化量3、输出，分别使用五个、七个、七个模糊 语言值。语言值NB、NM、NS、ZE、PS、PM以及PB分别代表负大、负中、负小、零、正小、正中以 及正大。模糊控制器的隶属度函数选用正态分布的函数，如图6所示。 [0116] 模糊控制器规则库设计 [0117] 规则库的设计以满足滑模面存在条件为前提，即满足s<0的条件。且当s、均为 NB或PB时，的模糊语言值与s、s的模糊语言值相同，以加快s心变化效率： [0118] 解模糊方法 [0119] 利用重心解模糊方法解算模糊输出； [0120] 计算胸鳍的攻角u,(k),可以表示为式(14)。 [0121] 4(k)=4(k-1)+u(k)·Ts (14) [0122] 同时，为了保证机器鱼具有足够的速度，以产生足够大小的俯仰力，给定输入到机 器鱼尾部舵机的鱼体波信号。 [0123]步骤3，在仿生机器鱼保持在目标中心位置所在的深度游动时，通过仿生机器鱼的 嵌入式视觉系统计算偏航角，并采用多阶段的定向控制方法进行目标的追踪。 [0124]所提出基于模糊的定向控制框图如图7所示，定向运动控制中模糊控制器的设 计，分别包括隶属度设计、规则库的设计以及解模糊方法。其中，隶属度函数采用标准三角 函数：规则库设计根据相关经验：解模糊方法采用重心解模糊方法。 [0125]图7中陀螺仪测量的偏航角度作为负反馈，用以保证控制系统的稳定性。图中，偏 航误差e,的变化表示成ec,ec由式(15)确定。 (15) [0126] ec(k)=9(k)-e(k-D Ts [0127]具体设计方法如步骤2中模糊控制器的设计，所不同的是e2与ec分别模糊化为 七个、五个模糊语言值。 [0128]机器鱼的灵活运动是对鱼类高超的运动能力的仿生。但是，其灵活运动必然导致 成像质量低下，甚至模糊，这必然会降低基于视觉的机器鱼的控制精度。为了协调具有嵌入 式视觉的机器鱼的运动性能与控制精度，必须精细化多阶段运动控制，在保证控制精度的 前提下尽量满足机器鱼灵活的运动。多阶段的运动控制过程设计如下： [0129]多阶段定向控制过程，包括偏航阶段和直游阶段的控制过程：首先，通过视觉给定 偏航角度，机器鱼转向到给定角度：然后，机器鱼在头部对准目标时直游，快速到达目标。 [0130]偏航阶段，为保证采集图像的稳定可靠，控制机器鱼头部摆动的平稳性。偏航阶段 控制过程，包括如下步骤： 12