闫勇程，王扬威，兰博文，赵东标

(南京航空航天大学，南京 210016)

0 引 言

进入21世纪以来，海洋资源的战略地位越来越重要，人类也不断加快了探索海洋的步伐，各类水下机器人应运而生。传统的基于螺旋桨推动的水下机器人应用最为广泛，但是在机动性、功重比、稳定性等方面仍存在较大不足。而鱼类经过长期的遗传进化、自然选择，能够适应时刻变化的水下环境，具有优异的水下运动能力进行各项生命活动。随着人类在生物仿生学、流体力学、计算机软件技术以及智能材料等方面取得的一系列进步，国内外科研人员已成功研制出了多种水下仿生机器人[1]，在鱼类的形体和结构仿生方面已经取得了一系列成果，而在运动控制方法上与生物的神经系统控制还存在较大差距，已成为阻碍水下仿生机器人发展的主要问题。

目前水下仿生机器人常用的运动控制主要有基于模型的控制方法、正弦控制器和基于中枢模式发生器(以下简称CPG)的控制方法。

基于模型的控制方法[2-3]是建立在被控对象的运动学和水动力学模型基础上的一种控制方法，能实现准确的运动控制。但由于水下推进装置的精确建模十分困难，因此目前大都采用简化的数学模型用于控制系统，使得控制系统的鲁棒性不佳，机器人不能很好的适应水下非结构化的工作环境。正弦控制器[4-5]是水下仿生机器人运动控制方法中常用的一种控制方法。因为大多数鱼类的身体或鳍的推进波形接近正弦运动，所以该方法将水下仿生机器人推进器中每个关节的运动规律设定为正弦周期运动，再通过改变不同关节之间运动的相位差来改变运动策略。……