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近些年来,随着海洋资源开发利用引起广泛关注,人们进军海洋的渴望越发的强烈。无人水下航行器(Unmanned UnderwaterVehicle,UUV)在进行海洋资源开发利用方面优势正逐步显现,正成为人类的得力助手,受到越来越多研究机构的重视。广袤的海洋水下环境变幻莫测,同时人类无法对UUV工作状态进行实时的监视,长时间的水下工作,UUV很可能会发生故障,这有可能带来比较严重的经济与科研损失。所以UUV需要提高自我诊断能力,如何提高UUV系统的运行的可靠性是UUV研究领域的热点问题。 UUV推进操纵系统是UUV行为能力的基础,故障发生概率高且危害大。为此本文针对UUV推进操纵系统故障,从行为学角度分析,探究UUV行为和推进操纵系统与感知系统的关系,以得到具有较高置信度的故障诊断结果。 首先,对UUV总体结构及数学模型进行介绍,重点介绍了推进操纵系统和运动感知系统,并对推进系统模型和其故障特性进行了简要分析。就UUV运动行为进行分析,针对UUV的感性行为开展故障诊断研究。 其次,针对UUV空间运动严重的非线性和不确定性的特点,利用观测器在全局角度对UUV行为进行诊断,监测UUV的行为状态;针对推进器电枢电流的明显的时滞现象,为获得主推进器的故障情况,采用融合的方法,利用电枢电流对推进器故障进行诊断;采用小波变换方法对行为感知传感器信号发生的突变型故障进行诊断。 最后,在被动式故障诊断获得的初步诊断结果之后,采用D-S证据理论,将被动式诊断的初步结果进行融合,并且给出决策层融合的故障评价规则。提出采取主动式的故障诊断策略,通过执行特定的故障辨识行为进行故障的定位和危害程度的判定,提高诊断的准确性与可信度。 本文针对推进操纵系统故障,从行为学的角度出发,将诊断结果进行决策层融合,力图得到一种具有较高置信度的故障诊断方法,为UUV系统及时采取容错控制或其他应急措施提供依据。