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魚群集群行為的的建模與仿真數(shù)模論文(存儲(chǔ)版)

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【正文】的各個(gè)因素的權(quán)重，其中。魚運(yùn)動(dòng)方向的確定信息魚的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槠渲斜硎拘畔Ⅳ~在t+1時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向，表示該魚背離天敵的方向，表示該魚趨向食物的方向，其他符號(hào)意思解釋與前面相同。信息魚的速度的確定：表示第個(gè)個(gè)體時(shí)刻方向的運(yùn)動(dòng)速度，表示第個(gè)個(gè)體時(shí)刻方向的運(yùn)動(dòng)速度，表示第個(gè)個(gè)體時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)速度，表示第個(gè)個(gè)體時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向。其中‘*’表示普通魚‘o’表示信息魚。第一，沒有討論有障礙物時(shí)的情形；第二，將每一個(gè)動(dòng)物個(gè)體同等對(duì)待，忽略了個(gè)體差異；第三，沒有在三維立體空間的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)魚群集群運(yùn)動(dòng)的模擬。 [5] 李曉磊等，組合應(yīng)用問題中的人工魚群算法應(yīng)用[ J ]，山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版) 。fieldsize = sqrt(n/density)。newHeading = zeros(n,1)。endendendRelHead = sum(relheading,2)。endwhile newPos(k,1) = fieldsizenewPos(k,1) = newPos(k,1) fieldsize。xr39。, 39。end%plot(unDevr)movie2avi(M,39。deviationMean(time,1) = mean(abs(meanHeading(time,1)heading(:,1)))。newPos(:,2) = pos(:,2) + sin(newHeading(:,1))*speed。if(sqrt(relposX(i,j)^2 + relposY(i,j)^2) = range)neighbours(i,j)=1。RelHead = zeros(n,1)。density = 。北京:北京科技大學(xué), 2006。 Matlab仿真實(shí)例進(jìn)一步說明了本文結(jié)論的正確性。（2）考慮魚的加速度的模型，當(dāng)受到外界干擾時(shí)使用此模型。（，）為第x個(gè)信息魚的位置坐標(biāo)，C為信息魚的數(shù)量。所以我們求得所有信息魚的位置中心，并賦予一定的權(quán)重，將其作為影響普通魚運(yùn)動(dòng)方向的一個(gè)因素，記為D*t。因此捕食者對(duì)改變魚下一時(shí)刻游動(dòng)方向起作用，所以我們?cè)谟绊戶~群運(yùn)動(dòng)的凝聚性、同向性、排斥性以及慣性這四個(gè)因素的基礎(chǔ)上加上捕食者因素，并運(yùn)用模型一的思想方法，得到如下關(guān)系：其中表示魚與黑鰭礁鯊魚連線的反方向。公式表示為：, 為小于碰撞距離的鄰居到當(dāng)前個(gè)體方向的平均值, 為鄰居中小于碰撞距離的鄰居個(gè)數(shù)(見圖3 ( c) ) 。用公式表示為：，其中為下個(gè)時(shí)刻Agent的運(yùn)動(dòng)方向, 為t時(shí)刻中該Agent的運(yùn)動(dòng)方向, 為t時(shí)刻當(dāng)前個(gè)體到鄰居平均位置的方向, 為鄰居的平均方向, 為小于碰撞距離的鄰居到當(dāng)前個(gè)體方向的平均值(見圖2)。當(dāng)個(gè)體間的距離小于該值時(shí),個(gè)體將朝著遠(yuǎn)離的方向游動(dòng)。個(gè)體的模擬把每條魚看成是一個(gè)能夠自主決策的Agent,它們會(huì)根據(jù)自己的觀察來感知周圍的環(huán)境,并按照一定的規(guī)則決策。然后根據(jù)這三個(gè)規(guī)則，建立了群體中每個(gè)個(gè)體的運(yùn)動(dòng)方程，最后通過matlab實(shí)現(xiàn)對(duì)魚群集群運(yùn)動(dòng)的模擬。根據(jù)人工生命專家的觀點(diǎn)任何現(xiàn)象都是有其規(guī)律的, 可以利用個(gè)體的特性, 然后個(gè)體群集從而產(chǎn)生復(fù)雜的社會(huì)現(xiàn)象。n...........................................................，......動(dòng)物群體的數(shù)量。D4t...............................................................小于碰撞距離的鄰居到當(dāng)前個(gè)體方向的平均值。（3）將每個(gè)個(gè)體看成虛擬世界的一個(gè)點(diǎn)，而不考慮動(dòng)物個(gè)體的大小以及形態(tài)。然后通過問題一中的模型進(jìn)行仿真，并研究了當(dāng)信息魚的比例為不同值時(shí)的情況，從而分析了信息魚對(duì)于群運(yùn)動(dòng)行為的影響及解釋群運(yùn)動(dòng)方向決策是如何達(dá)成的。然后采用自底向上的建模方法，根據(jù)魚群游動(dòng)的規(guī)律建立了一種基于群體中每個(gè)個(gè)體運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)學(xué)模型, 并通過matlab算法設(shè)計(jì)各種運(yùn)算, 從而完成整個(gè)魚群游動(dòng)的模擬。請(qǐng)查閱相關(guān)資料，思考動(dòng)物集群運(yùn)動(dòng)的機(jī)理，建立數(shù)學(xué)模型刻畫動(dòng)物集群運(yùn)動(dòng)、躲避威脅等行為，例如，可以考慮以下問題的分析建模：（1）建立數(shù)學(xué)模型模擬動(dòng)物的集群運(yùn)動(dòng)。（6）當(dāng)個(gè)體未受到外界干擾(投入食物或遇到天敵)時(shí),速度的大小不變。vyi（t）.......................................................第i個(gè)個(gè)體t時(shí)刻y方向的運(yùn)動(dòng)速度。maxspeed.....................................................個(gè)體的最大速度。環(huán)境是個(gè)體的生存空間,個(gè)體在環(huán)境中活動(dòng),收集環(huán)境中的資源(如食物) ,個(gè)體的總和構(gòu)成了研究的群體對(duì)象。問題三

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