Summary of Doctoral Thesis on Mechanical Engineering: Dynamic analysis and motion control of a fish robot driven by pectoral fins

Dynamic Analysis and Motion Control of a Fish Robot Driven by Pectoral Fins

Tác giả: PHAM VAN ANH

Lĩnh vực: Mechanical Engineering (Mã ngành: 62520103)

Nội dung tài liệu:
Luận án Tiến sĩ này tập trung vào việc phân tích động lực học và điều khiển chuyển động của robot hình cá sử dụng cánh quạt ngực. Nghiên cứu xem xét các thiết kế cánh quạt ngực lấy cảm hứng từ sinh học, phát triển các mô hình toán học động lực học mới để mô tả sự biến dạng của cánh quạt và chuyển động của bộ phận thân. Các dữ liệu thực nghiệm được thu thập và đo lường để hoàn thiện mô hình đánh giá, bao gồm cả các hệ số chưa biết và mối quan hệ giữa các tham số. Cuối cùng, tác giả so sánh giữa mô phỏng và phản hồi thực tế để kiểm tra độ chính xác của các mô hình dự đoán. Luận án này giới hạn ở chuyển động của robot cá gần mặt nước và trong môi trường nước ngọt tĩnh, không nhớt. Các phương pháp phân tích được đề xuất dựa trên lý thuyết Bernoulli, phương pháp Lagrange, công thức Morison và động lực học vật rắn.

Mục lục chi tiết:

• CHAPTER 1 INTRODUCTION
• 1.1 General information
• 1.2 Motivation
• 1.3 Objective
• 1.4 Method and results
• 1.5 Organization of dissertation
• CHAPTER 2 BACKGROUND
• CHAPTER 3 DYNAMIC ANALYSIS AND MOTION CONTROL
• 3.1 Fish robot with uniform fin flexible pectoral fins
• 3.1.1 The proposed model of fish robot with uniform flexible pectoral fin
• 3.1.2 Dynamic model of uniform flexible fins
• 3.1.3 Hydrodynamics of the robot body
• 3.1.4 Trajectory tracking control for robot motion
• 3.2 Fish robot propelled non-uniform pectoral fins
• 3.2.1 Geometric design of non-uniform pectoral fin
• 3.2.2 Dynamic model of the robotic fish with non-uniform pectoral fins
• 3.2.3 Motion control of the non-uniform pectoral fins
• 3.3 Fish robot with folding pectoral fins
• 3.3.1 Mechanical design of folding fins
• 3.3.2 Dynamic model fish robot with folding fins
• 3.3.3 Motion control of the folding pectoral fins
• CHAPTER 4 EXPERIMENTS
• 4.1 Experimental works concerning the fish robot with the non-uniform pectoral fins
• 4.1.1 Experimental measurement of robot motion
• 4.1.2 Estimation of natural frequencies and mode shape functions of non-uniform fins
• 4.1.3 Estimation of the internal damping of flexible non-uniform fins
• 4.1.4 Measurement of thrust coefficient C_T
• 4.1.5 Other dynamic coefficients of the robot with non-uniform fins
• 4.2 Experimental setup and the parameters determination of the fish robot with folding fin
• 4.2.1 Experimental setup of the motion measurement of the robotic fish
• 4.2.2 Estimation of stiffness and damping coefficients of flexible joint