CN114655408B - 仿生蝠鲼装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿生蝠鲼装置及工作方法，包括基体，所述基体两侧通过连接件连接胸鳍，所述基体内设置有动力总成、动量轮机构和控制总成，所述动力总成包括动力舵机、齿轮组和传动组件，所述动力舵机的输出轴与齿轮组连接，所述齿轮组通过传动组件与连接件连接驱动胸鳍动作，所述动量轮机构包括动量轮舵机，动量轮支架、电机和动量轮，所述动量轮固定在动量轮支架上，所述动量轮舵机与动量轮支架接驱动动量轮支架转动，所述电机与动量轮连接驱动动量轮转动，所述控制总成包括主控板，所述主控板控制动力舵机和动量轮舵机动作。工作时，本发明在为仿生鱼运动提供足够动力的同时，明显降低了控制的复杂程度，姿态控制更加灵活。

Description

仿生蝠鲼装置及工作方法

技术领域

本发明涉及仿生机器人及工作方法，具体涉及一种仿生蝠鲼装置及工作方法。

背景技术

鱼类的推进模式与螺旋桨的推进模式不同，使用螺旋桨推进的传统水下机器人与鱼类在推进效率、游动速度、机动性以及稳定性等方面存在较大差距。鱼类的推进模式有身体/尾鳍推进模式和中央鳍/对鳍推进；蝠鲼鱼采用MPF推进模式，此推进模式的稳定性与低速机动性更好，因此，近年来针对仿生蝠鲼鱼的研究越来越多。

中国专利CN 112339958 A中提公开了一种采用SMA丝驱动的仿生蝠鲼鱼结构，虽然其控制方式简单、噪音小，但是由于SMA丝产生的驱动力较小，很难产生较大的形变，故造成仿生蝠鲼鱼运动缓慢、不够灵活；中国专利CN 110304223B公开了一种仿生蝠鲼鱼结构，其采用吸排水机构控制仿生蝠鲼鱼的浮力大小，实现上浮、下潜动作，但是此结构控制存在较大的迟滞性，故俯仰运动不灵活；中国专利CN 107323638 A提出一种仿生蝠鲼鱼结构，采用两侧胸鳍各两路舵机的结构，其结构较为复杂。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种仿生蝠鲼装置，解决现有控制结构驱动力较小，结构复杂、运动不灵活的问题。

本发明的另一目的是提供一种仿生蝠鲼装置的工作方法，解决现有姿态控制存在迟滞性、运动不灵活的问题。

技术方案：本发明所述的仿生蝠鲼装置，包括基体，所述基体两侧通过连接件连接胸鳍，所述基体内设置有动力总成、动量轮机构和控制总成，所述动力总成包括动力舵机、齿轮组和传动组件，所述动力舵机的输出轴与齿轮组连接，所述齿轮组通过传动组件与连接件连接驱动胸鳍动作，所述动量轮机构包括动量轮舵机，电机，动量轮支架和动量轮，所述动量轮固定在动量轮支架上，所述动量轮舵机与动量轮支架连接驱动动量轮支架转动，所述电机和动量轮连接驱动动量轮转动，所述控制总成包括主控板，所述主控板控制动力舵机和动量轮舵机动作。

所述连接件包括连接板、连接座和传动轴，所述连接板设置在胸鳍上，所述连接座对应连接板设置在基体上，所述连接板和连接座之间通过传动轴连接。

为了使胸鳍具有更好的韧性及支撑性能，所述胸鳍包括侧板、鳍条组、和柔性蒙皮，所述柔性蒙皮覆盖在鳍条组上并与侧板粘结，所述鳍条组包括主鳍条、副鳍条和支撑条，所述主鳍条一端固定在侧板上，沿主鳍条长度方向间隔平行排布若干副鳍条，每个副鳍条上间隔平行排布若干支撑条，所述柔性蒙皮内表面与每个支撑条的末端相切。

为了传递驱使胸鳍的动作的驱动力，所述传动组件包括花键轴、锥齿轮传动件，所述花键轴穿过齿轮组后两端通过锥齿轮传动件与传动轴连接。

所述锥齿轮传动件包括左锥齿轮和右锥齿轮，左锥齿轮和右锥齿轮的齿轮轴穿过基体与花键轴连接，所述传动轴上设置有与左锥齿轮或右锥齿轮啮合的锥齿轮。

为有效减小流体阻力，所述基体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过螺钉连接，所述上壳体和下壳体扣合后侧面为NACA0012标准翼型截面。

方便安装动量轮，所述动量轮支架为矩形中空框架结构，动量轮机构包括左动量轮机构和右动量轮机构，所述左动量轮机构和右动量轮机构的动量轮支架的一侧长边与对应的动量轮连接，两侧短边通过法兰轴与基体内的动量轮机构固定座连接。

为方便采集信息，所述上壳体的靠近头部一侧设置有摄像头，所述下壳体远离头部一侧设置有陀螺仪、深度传感器和GPS模块，所述控制总成还包括运动控制板和传感器控制板，所述主控板通过运动控制板控制与动力舵机和动量轮舵机电连接，所述主控板通过传感器控制板控制陀螺仪、深度传感器和GPS模块。

本发明所述的仿生蝠鲼装置的工作方法，包括如下步骤：

(1)主控板根据仿生蝠鲼装置的初始位置P₀和预设目标位置P_n进行路径规划，生成路径坐标序列P₀,…,P_i,…,P_n，其中1≤i≤n，P_i为第i时刻仿生蝠鲼装置的目标位置；

(2)当仿生蝠鲼装置在水面上主控板控制GPS模块获取当前实际位置当仿生蝠鲼装置潜入水下，则主控板根据陀螺仪、深度传感器采集的信息得到相对于上一时刻实际位置/>的增量，从而获得当前实际位置/>

(3)主控板根据当前实际位置和路径序列对应的位置的偏差计算目标俯仰角φ_i、偏航角γ_i、航速V_i；

(4)主控板根据陀螺仪、深度传感器传感器采集的信息得到当前时刻实际的俯仰角φ_t、偏航角γ_t、航速V_t；

(5)主控板根据步骤(3)和步骤(4)得到的数据计算得到俯仰角偏差e_φ、偏航角偏差e_γ、航速偏差e_V，将e_φ作为俯仰运动PID闭环控制算法的输入量，通过PID闭环控制算法来计算动量轮进动角的俯仰运动控制增量将e_γ作为转向运动PID闭环控制算法的输入量，通过PID闭环控制算法来计算动量轮的进动角的偏航运动控制增量/>将e_V作为航速调节PID闭环控制算法的输入量，通过PID闭环控制算法来计算动力舵机的摆动频率增量和振幅增量/>

(6)主控板根据得到的俯仰运动控制增量和偏航运动控制增量/>计算得到下一时刻的动量轮舵机偏转角度，根据摆动频率增量/>和振幅增量/>计算得到下一时刻的动力舵机摆动频率f_i和振幅θ_i；

(7)重复步骤(2)～(6)，直至控制仿生蝠鲼装置到达预设目标位置。

所述步骤(3)中目标俯仰角φ_i、偏航角γ_i、航速V_i的计算公式为：

其中Δx_i,Δy_i,Δz_i为和P_i的位置坐标偏差；

优选的是，所述步骤(6)中左动量轮舵机偏转角度为和右动量轮舵机偏转角度为/>的计算公式如下：

动力舵机摆动频率f_i和振幅θ_i的计算公式如下：

有益效果：本发明采用单舵机控制双边柔性胸鳍，在为仿生鱼运动提供足够动力的同时，明显降低了对多个舵机/电机等执行机构进行控制的复杂程度，本发明采用动量轮结构完成俯仰运动以及转弯运动及相应的姿态控制，更加灵活，本发明采用的鳍条结构，使胸鳍具有更好的韧性及支撑性能，在保证胸鳍的被动变形性能的同时，对柔性蒙皮也具有良好的支撑。本发明的控制方法配合动量轮机构及动力机构能够使仿生蝠鲼装置良好运行，并且调节仿生蝠鲼装置的姿态及航速时更加灵活精确。

附图说明

图1为整体结构示意图；

图2为上壳体示意图；

图3为下壳体示意图；

图4为下壳体内部各部件装配示意图；

图5为胸鳍示意图；

图6为胸鳍局部放大示意图；

图7为动力总成结构示意图；

图8为动量轮机构结构示意图；

图9为动量轮机构局部示意图；

图10为本控制总成结构示意图；

图11为动量轮机构总成工作示意图；

图12为控制流程示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1所示，本发明公开的仿生蝠鲼装置，包括基体1、胸鳍2、动力总成3、动量轮机构4和控制总成5。基体1的截面为NACA0012标准翼型截面，翼型大端为仿生鱼头部，翼型小端为仿生鱼尾部，以下称仿生鱼头部方向为前方，仿生鱼尾部方向为后方；

如图2-3所示，上壳体101和下壳体102为适配连接的中空壳体，上壳体和下壳体形状均为半个NACA0012标准翼型。上壳体101和下壳体102两侧的侧板沿长度方向间隔开设有对应的螺纹孔10202，用于通过螺钉连接上壳体101和下壳体102，下壳体102的顶面在与上壳体101的底面对应的位置同样开有一圈闭合的U形凹槽10201，用于安装O形密封圈。下壳体102在与头部的距离小于与尾部距离的位置两侧分别胸鳍连接座10203，用于连接胸鳍2，每侧的胸鳍连接座10203由两个平行相对设置的矩形凸台组成，两个矩形凸台对应开有轴线与下壳体102侧板平行的通孔用于安装轴承，下壳体内部靠近头部的位置设置轴连接座10204，用于安装动力总成3的传动轴，轴连接座10204由两个平行相对的矩形凸台组成，并在两个矩形凸台的上部对应开有轴线与下壳体102侧板垂直的通孔用于安装轴承，靠近轴连接座面对尾部一侧设置有动力舵机固定座10205，靠近动力舵机固定座10205面对尾部一侧的位置设置有动量轮机构固定座10206，动量轮机构固定座10206包括四个方形凸台，四个方形凸台呈矩形设置，连线与下壳体侧边平行的两个凸台之间对应设置有用于安装轴承的通孔，动量轮机构固定座10206的后方设置动量轮舵机固定座10207，其形状为矩形，两侧开有与动量轮舵机407安装孔位置对应的螺纹孔用于安装动量轮舵机407，动量轮舵机固定座10207的后方,在下壳体102底面设置深度传感器安装孔，用于适配安装深度传感器，深度传感器安装孔后方设置电源仓10208，其形状为中空矩形，用于在其内部安装锂电池，上方设置与控制总成5安装孔位置对应的螺纹孔，用于安装控制总成5。

如图5-6所示，胸鳍2包括结构对称的左胸鳍和右胸鳍；胸鳍2包括侧板201、连接板202、鳍条组203、柔性蒙皮204、传动轴205、锥齿轮206、锁紧螺母207；胸鳍2的每一个平行于下壳体102的侧板的截面均为NACA0012标准翼型，且从胸鳍2根部到尖端依次减小；侧板201为薄板，其形状为NACA0012标准翼型，并在靠近头部的位置开有12个矩形阵列的通孔，其中8个用于固定连接板202，4个用于固定鳍条组203；连接板202为U形，其左侧侧板为较大的圆角矩形，并开有与胸鳍2的侧板201左侧的的4个通孔位置对应的螺纹孔，与胸鳍2的侧板201通过螺钉连接；右侧侧板为较小的圆角矩形，并开有4个矩形阵列的通孔；传动轴205为中间粗两端细的五段阶梯轴，在轴第一段与第五段分别设置螺纹，用于安装锁紧螺母207，在轴的第二段与第四段上设置与轴线平行的缺口平面，缺口平面上开有与连接板202的右侧侧板上通孔的位置对应的螺纹孔，并通过螺钉与连接板202连接，轴的第三段中间位置开有键槽；锥齿轮206与传动轴205的第三段通过键安装在键槽内；

鳍条组203包括鳍条连接座20301、主鳍条20302、副鳍条组20303、支撑条20304；鳍条连接座20301为U形，两侧立板分别开有两个通孔，底板开有4个与胸鳍2的侧板201上右侧的4个通孔的位置对应的螺纹孔，并通过螺钉与侧板201连接；

主鳍条20302为长矩形碳纤维条，其形状为近似L形，在侧面均匀间隔布置若干通孔，用于连接副鳍条组20303，短边靠近末端的侧面设置与鳍条连接座20301两侧立板上通孔位置相对应的两个通孔，并与鳍条连接座20301通过螺栓连接；

副鳍条组20303由与主鳍条20302上均布的通孔数量相同的副鳍条203031等间距平行排布构成，且副鳍条203031的长度依次减短；

副鳍条203031为长矩形碳纤维条，在副鳍条203031上均匀间隔布置若干通孔，用于连接支撑条20304，副鳍条203031一端通过螺栓与主鳍条连接固定，另一端悬空；

支撑条20304为长矩形碳纤维条，其数量与副鳍条203031上均布的通孔数量相同，每根副鳍条20304上的支撑条平行排布，每根支撑条20304的末端与所在副鳍条203031位置处的标准翼型包络线相切，每根支撑条20304的中间位置开有通孔，与副鳍条203031通过螺钉垂直固定，用于支撑柔性蒙皮204；

柔性蒙皮204采用柔性材料制作，其为中空壳体，从根部到尖端的所有截面为依次缩小的NACA0012标准翼型，内表面与所有支撑条20304的末端相切，形成整个胸鳍2的轮廓；柔性蒙皮204通过防水粘接剂连接到上壳体101与下壳体102的边缘，将胸鳍2与仿生鱼基体1整体包裹，形成整体防水的结构。

如图7-9所示，动力总成3包括动力舵机301、传动轴组件302、齿轮组303、锥齿轮304、轴承、联轴器；动力舵机301固定在下壳体102的动力舵机固定座10205上；动力舵机301的输出轴通过键连接齿轮组303；传动轴组件302由花键轴、左锥齿轮轴、右锥齿轮轴组成；花键轴的中间位置设置花键，通过花键与齿轮组303配合；左锥齿轮轴和右锥齿轮轴的结构相同，末端分别设置一个锥齿轮304，用于分别与左胸鳍和右胸鳍的锥齿轮206啮合；左锥齿轮轴和右锥齿轮轴分别穿过下壳体102两侧的通孔10202，与花键轴通过联轴器刚性连接；

左动量轮机构与右动量轮机构的结构相同，以下简称动量轮机构4；

动量轮机构4包括动量轮401、花键轴402、动量轮支架403、短法兰轴404、长法兰轴405、电机406、动量轮舵机407、轴承、联轴器、锁紧螺母；

动量轮支架403为矩形中空框架结构，在短边设置同轴的法兰盘用于安装短法兰轴404、长法兰轴405，长边设置同轴的通孔用于安装轴承，其中一侧的通孔周围设置矩阵排列的4个螺纹孔用于安装电机406；电机406通过螺钉固定在动量轮支架403上；短法兰轴404，一端设置法兰盘，与动量轮支架403短边的法兰盘通过螺钉连接，另一端与下壳体102的动量轮机构固定座10206相连；长法兰轴405，一端设置法兰盘，与动量轮支架403短边的法兰盘通过螺钉连接，另一端穿过下壳体102的动量轮机构固定座10206与动量轮舵机407的输出轴通过联轴器刚性连接；动量轮舵机407过螺钉固定在动量轮舵机固定座10207上；动量轮401为一金属圆盘，圆盘中心设置花键孔；花键轴402中间设置花键，花键一侧设置轴肩，另一侧设置螺纹，动量轮401与花键轴402通过花键配合，并通过锁紧螺母将动量轮401锁紧，花键轴402与动量轮支架403的长边通过轴承连接，其中一端与电机406的输出轴通过联轴器刚性连接。

如图10所示，控制总成包括主控板、运动控制板、传感器控制板、锂电池组、陀螺仪、深度传感器、GPS模块、摄像头、通讯模块；主控板与摄像头、运动控制板、传感器控制板、通讯模块、锂电池组通过相应接口连接；摄像头通过螺钉固定在上壳体的耐压玻璃后方；运动控制板与锂电池组连接以获取稳定供电，与舵机、电机连接实现相应动作控制，传感器控制板与陀螺仪、深度传感器、GPS模块连接。

如图11所示，本发明的动量轮机构的工作原理如下：

动量轮机构安装在仿生蝠鲼装置的下壳体内，动量轮机构的法兰轴方向与仿生鱼头尾方向相同，动量轮初始状态为花键轴与下壳体的底板垂直，绕动量轮机构的法兰轴方向转动角度为进动角β，动量轮舵机的偏转角度与进动角β相同，改变动量轮的进动角β，会产生偏航力矩M_y、进动力矩M_x；仿生鱼内并排布置的两个动量轮机构的动量轮转速大小相同、方向相反，当仿生蝠鲼装置需要进行俯仰运动时，使两个动量轮机构的动量轮进动角增量大小相同、方向相反，则抵消偏航力矩M_y，并且两个动量轮机构产生的进动力矩M_x叠加；当仿生蝠鲼装置需要进行偏航转弯时，使两个动量轮机构的动量轮进动角增量大小相同、方向相同，则抵消进动力矩M_x，并且两个动量轮机构产生的偏航力矩M_y叠加；动力舵机进行正弦摆动，动力舵机摆动的频率f、幅值θ分别与仿生蝠鲼装置的胸鳍的扑动频率、振幅对应，胸鳍扑动的频率与振幅越大航速V越大。

如图12所示，本发明运行时，工作流程如下：

(1)用户向仿生蝠鲼装置发送最终目标位置P_n，并由通讯模块将P_n传入主控板；

(2)仿生蝠鲼装置由GPS模块获取初始位置P₀；

(3)仿生蝠鲼装置由主控板根据P_n与P₀利用强化学习算法进行路径规划，生成足够密集的由初始位置P₀逐步逼近目标位置P_n的路径坐标序列P₀,…,P_i,…,P_n，其中

1≤i≤n，P_i为第i时刻仿生蝠鲼装置的目标位置；

(4)令左动量轮舵机第i时刻的偏转角为右动量轮舵机第i时刻的偏转角为

动力舵机第i时刻的摆动频率为f_i、幅值为θ_i，并对变量进行初始化：/>

f₀＝0，θ₀＝0；

(5)初始化完成后，令i＝1；

(6)当仿生蝠鲼装置在水面上时由GPS模块获取当前实际位置当仿生蝠鲼装置潜入水下，则由传感器控制板获取陀螺仪、深度传感器采集的信息，并由主控板计算相对于上一时刻实际位置/>的坐标增量，从而获得当前位置坐标/>

(7)根据与P_i计算位置偏差(Δx_i,Δy_i,Δz_i)，并据此计算目标俯仰角φ_i、偏航角γ_i、航速V_i，其中/>

(8)根据陀螺仪深度传感器传感器采集的数据解算当前时刻实际的俯仰角φ_t、偏航角γ_t、航速V_t；

(9)主控板计算φ_i与φ_t的偏差e_φ＝φ_i-φ_t；

(10)将e_φ作为俯仰运动PID闭环控制算法的输入量，通过PID闭环控制算法来计算动量轮进动角的俯仰运动控制增量其中/>K₁为比例系数；

(11)主控板计算γ_i与γ_t的偏差e_γ＝γ_i-γ_t；

(12)将e_γ作为转向运动PID闭环控制算法的输入量，通过PID闭环控制算法来计算动量轮的进动角的偏航运动控制增量其中/>K₂为比例系数；

(13)令并控制左动量轮舵机偏转角度为右动量轮舵机偏转角度为/>

(14)主控板计算V_i与V_t的偏差e_V＝V_i-V_t；

(15)将e_V作为航速调节PID闭环控制算法的输入量，通过PID闭环控制算法来计算动力舵机通过闭环控制算法来计算动力舵机的摆动频率增量振幅增量/>其中K₃、K₄为比例系数；

(16)令并控制动力舵机以摆动频率f_i、振幅θ_i进行正弦摆动；

(17)令i＝i+1；

(18)当i≤n时重复步骤(6)—(17)，当i>n时任务结束。

Claims (8)

1.一种仿生蝠鲼装置，包括基体，所述基体两侧通过连接件连接胸鳍，其特征在于，所述基体内设置有动力总成、动量轮机构和控制总成，所述动力总成包括动力舵机、齿轮组和传动组件，所述动力舵机安装在基体内，其输出轴与齿轮组连接，所述齿轮组通过传动组件与连接件连接驱动胸鳍动作，所述连接件包括连接板、连接座和传动轴，所述连接板设置在胸鳍上，所述连接座对应连接板设置在基体上，所述连接板和连接座之间通过传动轴连接；所述传动组件包括花键轴、锥齿轮传动件，所述花键轴穿过齿轮组后两端通过基体外的锥齿轮传动件与两侧胸鳍相连的传动轴连接；所述动量轮机构包括动量轮舵机，电机，动量轮支架和动量轮，所述动量轮固定在动量轮支架上，所述动量轮舵机与动量轮支架连接驱动动量轮支架转动，所述电机连接动量轮驱动动量轮转动；所述动量轮机构并列设有两组，其法兰轴方向与基体头尾方向相同，当仿生蝠鲼装置需要进行俯仰运动时，两组动量轮机构的动量轮进动角增量大小相同、方向相反；当仿生蝠鲼装置需要进行偏航转弯时，两组动量轮机构的动量轮进动角增量大小相同、方向相同；所述控制总成包括主控板，所述主控板控制动力舵机和动量轮舵机动作。

2.根据权利要求1所述的仿生蝠鲼装置，其特征在于，所述胸鳍包括侧板、鳍条组、和柔性蒙皮，所述柔性蒙皮覆盖在鳍条组上并与侧板粘结，所述鳍条组包括主鳍条、副鳍条和支撑条，所述主鳍条一端固定在侧板上，沿主鳍条长度方向间隔平行排布若干副鳍条，每个副鳍条上间隔平行排布若干支撑条，所述柔性蒙皮内表面与每个支撑条的末端相切。

3.根据权利要求1所述的仿生蝠鲼装置，其特征在于，所述锥齿轮传动件包括左锥齿轮和右锥齿轮，左锥齿轮和右锥齿轮的齿轮轴穿过基体与花键轴连接，所述传动轴上设置有与左锥齿轮或右锥齿轮啮合的锥齿轮。

4.根据权利要求1所述的仿生蝠鲼装置，其特征在于，所述基体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过螺钉连接，所述上壳体和下壳体扣合后侧面为NACA0012标准翼型截面。

5.根据权利要求1所述的仿生蝠鲼装置，其特征在于，所述动量轮支架为矩形中空框架结构，动量轮机构包括左动量轮机构和右动量轮机构，所述左动量轮机构和右动量轮机构的动量轮支架的一侧长边与对应的动量轮连接，两侧短边通过法兰轴与基体内的动量轮机构固定座连接。

6.根据权利要求4所述的仿生蝠鲼装置，其特征在于，所述上壳体的靠近头部一侧设置有摄像头，所述下壳体远离头部一侧设置有陀螺仪、深度传感器和GPS模块，所述控制总成还包括运动控制板和传感器控制板，所述主控板通过运动控制板控制与动力舵机和动量轮舵机电连接，所述主控板通过传感器控制板控制陀螺仪、深度传感器和GPS模块。

7.如权利要求1-6任一项所述的仿生蝠鲼装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)主控板根据仿生蝠鲼装置的初始位置P₀和预设目标位置P_n进行路径规划，生成路径坐标序列P₀，…P_i，…P_n，其中1≤i≤n，P_i为第i时刻仿生蝠鲼装置的目标位置；

(2)当仿生蝠鲼装置在水面上主控板控制GPS模块获取当前实际位置当仿生蝠鲼装置潜入水下，则主控板根据陀螺仪、深度传感器采集的信息得到相对于上一时刻实际位置的增量，从而获得当前实际位置/>

(3)主控板根据当前实际位置和路径序列对应的位置的偏差计算目标俯仰角偏航角γ_i、航速V_i；

(4)主控板根据陀螺仪、深度传感器传感器采集的信息得到当前时刻实际的俯仰角偏航角γ_t、航速V_t；

(5)主控板根据步骤(3)和步骤(4)得到的数据计算得到俯仰角偏差偏航角偏差e_γ、航速偏差e_V，将/>作为俯仰运动PID闭环控制算法的输入量，通过PID闭环控制算法来计算动量轮进动角的俯仰运动控制增量/>将e_γ作为转向运动PID闭环控制算法的输入量，通过PID闭环控制算法来计算动量轮的进动角的偏航运动控制增量/>将e_V作为航速调节PID闭环控制算法的输入量，通过PID闭环控制算法来计算动力舵机的摆动频率增量/>和振幅增量/>

(6)主控板根据得到的俯仰运动控制增量和偏航运动控制增量/>计算得到下一时刻的动量轮舵机偏转角度，根据摆动频率增量/>和振幅增量/>计算得到下一时刻的动力舵机摆动频率f_i和振幅θ_i；

(7)重复步骤(2)～(6)，直至控制仿生蝠鲼装置到达预设目标位置。

8.根据权利要求7所述的仿生蝠鲼装置的工作方法，其特征在于，所述步骤(3)中目标俯仰角偏航角γ_i、航速V_i的计算公式为：

其中，Δx_i，Δy_i，Δz_i为和P_i的位置坐标偏差；

所述步骤(6)中左动量轮舵机偏转角度为和右动量轮舵机偏转角度为/>的计算公式如下：

动力舵机摆动频率f_i和振幅θ_i的计算公式如下：