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[发明专利]一种具有空间非对称特征的CPG相位振荡器模型-CN202310394657.X在审
发明人：曹勇;路阳;郝艺伟;谢钰;马淑敏;张代利;曹永辉;潘光 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2023-04-13 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有空间非对称特征的CPG相位振荡器模型，通过改进传统的CPG相位振荡器模型，将带有空间非对称系数的振幅偏置方程引入其中，使其具有空间非对称特征。与现有技术相比，本发明构建的CPG相位振荡器模型可方便地输出空间非对称信号，实现空间非对称的类正弦信号输出，通过改变方程中的空间非对称系数能够单独控制输出信号的偏置，用于实现仿生机器人的空间非对称性运动，具有计算简单、控制方便、信号切换快速且平滑的特点。
一种具有空间对称特征 cpg 相位振荡器模型

[发明专利]一种利用指数过渡的频率连续特征的CPG相位振荡器模型-CN202310394664.X在审
发明人：曹勇;王鹏昊;曹瀛卓;张代利;谢钰;路阳;曹永辉;潘光 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2023-04-13 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有频率连续特征的中央模式发生器(CPG)相位振荡器模型，针对传统的CPG相位振荡器模型进行了改进，使其具有频率连续光滑过渡的特征。通过构建频率连续过渡方程，设定频率转换顺滑系数τiv来实现不同频率之间的顺滑过渡；将带有频率连续特征的方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，其可完成具有频率连续光滑过渡特征的CPG相位振荡器模型的构建。经过改进后的CPG相位振荡器可用于仿生机器人的运动控制，与现有技术相比，本发明构建的CPG相位振荡器模型可实现不同频率之间的顺滑过渡，避免因频率改变引起输出信号的跳变而导致机械结构的损坏。
一种利用指数过渡频率连续特征 cpg 相位振荡器模型

[发明专利]一种基于规则与饱和函数的仿蝠鲼航行器自主避障方法-CN202310232959.7在审
发明人：曹永辉;谢钰;马淑敏;张代利;郝艺伟;曹勇;黄桥高;朱豪科 -专利权人：西北工业大学;西北工业大学宁波研究院
申请日： 2023-03-10 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于规则与饱和函数的仿蝠鲼航行器自主避障方法，仿蝠鲼航行器在头部的左前、右前、左侧和右侧各安装了1个激光测距传感器，计算每个激光距离传感器到障碍物的实际距离，根据实际距离与安全距离比较后确定运动方向，将四个方向的避障信号Di signal组合后，按照位置分为3个方向：包括左前、右前的前、左、右。然后，利用方向与避障信号进行计算策略，利用饱和函数根据距离实际值计算仿蝠鲼航行器的转弯速度。本发明适用于仿蝠鲼航行器躯体和尾鳍推进或中鳍和成对鳍推进的仿生航行器的结构设计，解决现有技术下仿蝠鲼航行器应对多变的水下环境的实时自主避障问题。
一种基于规则饱和函数仿蝠鲼航行自主方法

[发明专利]一种引入期望相位差连续性过渡方程的CPG相位振荡器模型-CN202310394662.0在审
发明人：曹勇;杨北大;郝艺伟;路阳;曹瀛卓;张代利;曹永辉;潘光 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2023-04-13 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种引入期望相位差连续性过渡方程的CPG相位振荡器模型，具体包括期望相位差连续性过渡方程、相位方程、振幅方程和输出方程。该模型在保留了传统相位振荡器模型基本方程的基础上，通过引入期望相位差连续性过渡方程，解决了期望相位差跳变引起的输出过渡不顺滑问题，满足实际应用中对输出过渡顺滑性要求。在实际仿生机器人的运动控制中，采用本发明所述的相位振荡器模型为控制器，可以使其驱动系统在期望相位差跳变变时有平滑的过渡输出，避免了由于输出不平滑导致的驱动系统瞬间加速度过大从而损坏机器鱼的机械系统问题，进而能够实现平滑的姿态控制和模态切换。
一种引入期望相位差连续性过渡方程 cpg 相位振荡器模型

[发明专利]一种具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型-CN202310394658.4在审
发明人：曹勇;郝艺伟;曹瀛卓;谢钰;马淑敏;张代利;曹永辉;潘光 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2023-04-13 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型及应用，该模型通过构建振幅偏置方程来引入振幅偏置；通过将输出方程中的余弦函数改变为振幅偏置和正弦函数相加的形式，实现类正弦信号的输出，从而实现空间非对称扑动；通过引入空间非对称拍动系数来实现振幅偏置的改变；将振幅偏置方程设计为振幅是否为0的两种不同形式，即可实现定量角度偏置信号和周期性节律信号的不同输出，从而实现扑动和滑翔的两种不同模态；将振幅偏置方程和改进后的输出方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，即可完成具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型的构建。本发明构建的CPG相位振荡器模型用于仿生扑翼机器人的滑翔与扑动模态的切换及运动控制，可实现扑翼结构的空间非对称上下扑动与定量角度偏置，且振幅偏置单独可控、扑动与滑翔模态切换快速且平滑，具有计算简单、控制方便、环境适用性强的特点。
一种具有切换功能 cpg 相位振荡器模型

[发明专利]一种仿蝠鲼机器人与蝠鲼运动模态相似度评价方法-CN202310287801.X在审
发明人：曹永辉;马淑敏;张代利;郝艺伟;曹勇;黄桥高;朱豪科 -专利权人：西北工业大学;西北工业大学宁波研究院
申请日： 2023-03-22 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种仿蝠鲼机器人与蝠鲼运动模态相似度评价方法，选取仿蝠鲼机器人胸鳍鳍条末端点作为i个特征点，蝠鲼按同比例关系在蝠鲼胸鳍鳍条末端点选取特征点；通过运动捕获设备将观察蝠鲼和仿蝠鲼机器人的运动动作进行记录；利用DTW算法对仿蝠鲼机器人与蝠鲼的运动姿态进行相似度评价，建立仿蝠鲼机器人与蝠鲼的运动性能相似度评价方法，将其分解为前游、俯仰、偏航三种基本模态对仿蝠鲼机器人进行运动性能相似度计算对仿蝠鲼机器人及蝠鲼相似度评价。本发明建立仿蝠鲼机器人与蝠鲼的相似度评价体系，为仿蝠鲼机器人仿生运动控制优化指明了方向。
一种仿蝠鲼机器人运动相似评价方法

[发明专利]基于NSGA-II的仿蝠鲼机器人CPG相位切换优化方法-CN202310230384.5在审
发明人：曹永辉;马淑敏;谢钰;郝艺伟;张代利;曹勇;黄桥高 -专利权人：西北工业大学;西北工业大学宁波研究院
申请日： 2023-03-10 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于NSGA‑II的仿蝠鲼机器人CPG相位切换优化方法，以相位振荡器对仿蝠鲼机器人进行运动控制，每个鳍条由一个相位振荡器进行控制；根据仿蝠鲼机器人结构特征构建CPG网络：采用单侧相邻单元两两双向连接，两侧单元由一级鳍条单元连接；以相位切换时CPG网络输出信号为目标，对CPG参数优化，得到最小J1和J2所对应的耦合权重、频率和相位切换时间。本发明结合NSGA‑II优化CPG控制参数，降低了CPG参数调整的复杂度，改善了CPG网络在相位切换时输出信号顺滑性和快速性不能兼具的问题，为仿蝠鲼机器人优化控制方法提供了一种新思路。
基于 nsga ii 仿蝠鲼机器人 cpg 相位切换优化方法

[发明专利]一种具有空间、时间非对称特征的CPG相位振荡器模型-CN202310394663.5在审
发明人：曹勇;郝艺伟;曹瀛卓;马淑敏;谢钰;张代利;曹永辉;潘光 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2023-04-13 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有空间、时间非对称特征的CPG相位振荡器模型及其应用。该模型通过构建振幅偏置方程，引入振幅偏置来实现空间非对称特征；通过构建频率方程，设定不同的向上及向下频率来实现时间非对称特征；将带有空间非对称系数的偏置方程与带有时间非对称系数的频率方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，即可完成具有空间、时间非对称特征的CPG相位振荡器模型的构建。经过改进后的CPG相位振荡器可用于仿生机器人运动控制，与现有技术相比，本发明构建的CPG相位振荡器模型可实现空间非对称、时间非对称的类正弦信号输出，且非对称性单独可控、不同种类信号过渡快速且平滑，具有计算简单、控制方便、运动仿生相似度高的特点。
一种具有空间时间对称特征 cpg 相位振荡器模型

[实用新型]一种建筑工程施工多功能除尘清理装置-CN202222568990.1有效
发明人： 张代利;杨志伟;王子杰;黎源星;马世鹏 -专利权人：中交二公局第一工程有限公司
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： B01D47/06 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种建筑工程施工多功能除尘清理装置，包括安装板，所述安装板的一侧设置有集污池，所述集污池的上端外表面固定安装有顶盖，所述顶盖的上端外表面开设有渗水孔，所述安装板一侧外表面的下部固定安装有排水阀，所述安装板下端外表面的左右两侧固定安装有升降组件，所述安装板上端外表面的中部开设有安装孔，所述安装板的上部设置有转动盘，所述转动盘的上部设置有风送式喷雾机雾炮，所述风送式喷雾机雾炮与转动盘之间设置有支架与角度调节杆。本实用新型所述的一种建筑工程施工多功能除尘清理装置，具备便于带动风送式喷雾机雾炮进行升降，使得喷撒的高度得以调节，便于使用等优点。
一种建筑工程施工多功能除尘清理装置

[发明专利]一种基于Q学习的仿蝠鲼机器鱼深度控制方法-CN202211567285.8在审
发明人：曹勇;张代利;潘光;曹永辉;黄桥高 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2022-12-07 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于Q学习的仿蝠鲼机器鱼深度控制方法，与传统的控制方法相比，本发明不需要建立控制对象模型，通过采集实验数据，离线训练Q表格，然后将表格移植到样机控制器中，通过查表的方式取得控制变量，控制样机在固定深度游动。与其他强化学习控制方法相比，其对硬件资源要求低，对空间需求小，功耗小，实现方便。其有益效果在于：方法的实现对控制器的硬件要求低，普通的单片机就可以实现，除了节约成本外，还达到节约空间和节约能源的效果。本发明实现简单，泛化能力强，除了可以应用于仿生水下机器人外，还能应用于传统水下AUV。
一种基于学习仿蝠鲼机器深度控制方法

[发明专利]一种基于模糊S面的仿蝠鲼航行器航向控制方法-CN202211342077.8在审
发明人：曹勇;何悦;谢钰;潘光;曹永辉;张代利;马淑敏 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2022-10-30 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于模糊S面的仿蝠鲼航行器航向控制方法，首先获取仿蝠鲼航行器当前的航向角信息，并计算当前航向角与给定的航向角的偏差；将航向角偏差输入到航向过渡算法中得到过渡后的期望航向角，将过渡后的期望航向作为当前时刻的期望航向角；重新计算航向角的偏差和偏差变化率；将仿蝠鲼航行器的当前航向偏差和偏差变化率输入到模糊控制器，输出S面控制器的控制参数k1和k2的变化量Δk1和Δk2；利用Δk1和Δk2分别对S面控制器中对应的控制参数k1和k2进行在线修正，得到基于过渡过程的S面控制算法；采用该控制算法控制仿蝠鲼航行器的胸鳍运动，使仿蝠鲼航行器跟踪到期望的航向上。
一种基于模糊仿蝠鲼航行航向控制方法

[发明专利]基于Q学习和胸鳍振幅偏置的仿蝠鲼机器鱼横滚控制方法-CN202211567319.3在审
发明人：曹勇;张代利;潘光;曹永辉;黄桥高 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2022-12-07 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于Q学习和胸鳍振幅偏置的仿蝠鲼机器鱼横滚控制方法，与传统的控制方法相比，本发明不需要建立控制对象模型，通过采集实验数据，离线训练Q表格，然后将表格移植到样机控制器中，通过查表的方式取得控制变量，控制样机在固定深度游动。与其他强化学习控制方法相比，其对硬件资源要求低，对空间需求小，功耗小，实现方便。其有益效果在于：对控制器的硬件要求低，普通的单片机就可以实现，除了节约成本外，还达到节约空间和节约能源的效果。不需要建立控制对象的数学模型，由于仿生模型更加难以建立，因此可以节约大量时间成本。不需要专家经验来建立规则库就可以实现机器鱼的横滚控制，Q表在训练的时候自己会学到“专家经验”。
基于学习胸鳍振幅偏置仿蝠鲼机器鱼横滚控制方法

[发明专利]一种基于Q学习和胸鳍振幅的仿蝠鲼机器鱼航向控制方法-CN202211581335.8在审
发明人：曹勇;张代利;潘光;曹永辉;黄桥高 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2022-12-07 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于Q学习和胸鳍振幅的仿蝠鲼机器鱼航向控制方法，与传统的控制方法相比，本发明不需要建立控制对象模型，通过采集实验数据，离线训练Q表格，然后将表格移植到样机控制器中，通过查表的方式取得控制变量，控制样机在固定深度游动。与其他强化学习控制方法相比，其对硬件资源要求低，对空间需求小，功耗小，实现方便。其有益效果在于：对控制器的硬件要求低，普通的单片机就可以实现，除了节约成本外，还达到节约空间和节约能源的效果。相比于基于模糊控制的航向控制方法，本方法不需要专家经验来建立规则库就可以实现机器鱼的航向控制，Q表在训练的时候自己会学到“专家经验”。
一种基于学习胸鳍振幅仿蝠鲼机器航向控制方法

[发明专利]基于Q学习和胸鳍相位差的仿蝠鲼机器鱼航向控制方法-CN202211602464.0在审
发明人：曹勇;张代利;潘光;曹永辉;黄桥高 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2022-12-07 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于Q学习和胸鳍相位差的仿蝠鲼机器鱼航向控制方法，与传统的控制方法相比，本发明不需要建立控制对象模型，通过采集实验数据，离线训练Q表格，然后将表格移植到样机控制器中，通过查表的方式取得控制变量，控制样机在固定深度游动。与其他强化学习控制方法相比，其对硬件资源要求低，对空间需求小，功耗小，实现方便。其有益效果在于：对控制器的硬件要求低，普通的单片机就可以实现，除了节约成本外，还达到节约空间和节约能源的效果。节约大量时间成本。实现简单，泛化能力强，除了可以应用于仿生水下机器人外，还能应用于传统水下AUV。
基于学习胸鳍相位差仿蝠鲼机器航向控制方法

[发明专利]一种基于Q学习和胸鳍鳍条偏置的仿生鱼俯仰控制方法-CN202211567754.6在审
发明人：曹勇;张代利;潘光;曹永辉;黄桥高 -专利权人：西北工业大学宁波研究院;西北工业大学
申请日： 2022-12-07 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于Q学习和胸鳍鳍条偏置的仿生鱼俯仰控制方法，与传统的控制方法相比，本发明不需要建立控制对象模型，通过采集实验数据，离线训练Q表格，然后将表格移植到样机控制器中，通过查表的方式取得控制变量，控制样机在固定深度游动。与其他强化学习控制方法相比，其对硬件资源要求低，对空间需求小，功耗小，实现方便。其有益效果在于：对控制器的硬件要求低，普通的单片机就可以实现，除了节约成本外，还达到节约空间和节约能源的效果。不需要建立控制对象的数学模型，由于仿生模型更加难以建立，因此可以节约大量时间成本。不需要专家经验来建立规则库就可以实现机器鱼的俯仰控制，Q表在训练的时候自己会学到“专家经验”。
一种基于学习胸鳍偏置仿生俯仰控制方法

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