基于PIC單片機的仿生機器魚的舵機控制

仿生機器魚實驗平臺屬于教育部和北京郵電大學共同出資支持的一項“國家級大學生創新性實驗計劃”項目，是一個集光、機、電、流體、智能于一體的實驗平臺，研究內容包括：仿生機器魚機械結構的研究，推薦效率的研究以及控制性能的研究。
1 仿生機器魚平臺簡介：
設計制作的機器魚模仿科魚類的外形，頭部采用剛性結構的塑料材料。其形狀采用流線型，模仿真魚魚頭的形狀和大小比例。在魚頭的內部空間里安裝電源及控制電路，并在魚頭兩側魚眼處及在頭前部的偏下側安裝了3 個紅外傳感器，構成了一個探測左、前、右三個方向的傳感器網絡，讓魚具有自助避障的功能。
使用鋁合金制作的魚骨架把三個舵機串聯起來，魚骨架支撐起套于舵機外面的橡膠魚皮，便構成了了機器魚的魚身這個三關節的驅動系統。使用鋁合金制作的連接件將魚身通過螺紋連接的方式固定在在剛性魚頭上，魚身的橡膠魚皮使用熱熔膠粘在魚頭上，這樣便構成了機器魚的整體結果。具體如圖1 所示。實驗證明，這種方法簡單易行，且方便拆卸和組裝。

機器魚技術指標：巡游速度：1.2~1.5m./s；全電量巡游距離：4.5~5.5 千米；轉彎半徑：15~20cm。

2．系統組成及工作原理：

從功能上看，整個魚體的系統可以分成三大塊，分別是：感知區，決策區，行為區。感知區對應著多紅外傳感器網絡和無限傳輸模塊，而決策區指的是主控芯片(MCU),動作區對應著舵機串聯組成的三關節驅動系統。具體如圖2所示。本系統的最重要的工作集中在對多舵機的協調控制，因此主要圍繞舵機的控制工作進行細致詳盡的介紹。