[发明专利]水下机器人推进器信息融合故障诊断方法及装置

权利要求书

1.一种水下机器人推进器信息融合故障诊断装置，其特征在于，它包括：

设置在水下机器人上，用于采集水下机器人推进器的转速大小的电压和电 流信号的信号采集与预处理装置；

及故障识别装置，

所述故障识别装置将所述信号采集与预处理装置采集得到的推进器电压和 电流信号与正常转速状况下的电压和电流信号相比较，检测故障是否发生，

故障识别装置将来自信号采集与预处理装置的水下机器人推进器转速大小 的电压和电流信号进行小脑模型关节控制器神经网络样本训练处理的故障样本 训练，得到故障辨识器，并判定水下机器人推进器是否发生故障，并将现场测 试的推进器转速电压和电流信号输入训练后的故障辨识器，并计算拥堵故障大 小，实现对水下机器人推进器的融合故障诊断。

2.根据权利要求1所述的水下机器人推进器信息融合故障诊断装置，其特 征在于，所述水下机器人推进器上设置有用以测量水下机器人推进器的转动速 度，并将测得的推进器转动速度数据转变为电压和电流信号传输给所述信号采 集与预处理装置的信号输入端的转速传感器。

3.根据权利要求2所述的水下机器人推进器信息融合故障诊断装置，其特 征在于，所述信号采集与预处理装置包括有信号放大滤波模块、与信号放大滤 波模块连接的A/D转换器、多路开关模块、485串行通信口及微处理器，所述 多路开关模块输入端与转速传感器连接，所述多路开关模块输出端与信号放大 滤波模块输入端连接，A/D转换器信号输入端与信号放大滤波模块的输出端连 接，所述微处理器与A/D转换器信号输出端连接，并与485串行通信口连接。

4.根据权利要求1所述的水下机器人推进器信息融合故障诊断装置，其特 征在于，所述故障识别装置包括故障数据显示模块、DSP硬件电路接口模块、 485串行通信口、供电电源、控制开关，供电电源给整个装置供电，DSP硬件电 路接口模块的输入端通过485串行通信口与所述信号采集与预处理装置连接， 输出端连接故障数据显示模块。

5.根据权利要求4所述的水下机器人推进器信息融合故障诊断装置，其特 征在于，所述DSP硬件电路接口模块包括DSP系统电源电路、时钟与复位电路、 液晶显示接口电路；所述DSP硬件电路接口模块为数字信号处理器芯片。

6.根据权利要求4所述的水下机器人推进器信息融合故障诊断装置，其特 征在于，所述故障数据显示模块包括一液晶显示器，所述液晶显示器为可以显 示字母、数字信号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能的显 示器。

7.一种水下机器人推进器信息融合故障诊断方法，其特征在于，它包括如 下步骤：

（1）通过转速传感器采集水下机器人推进器转速大小的电压和电流信号；

（2）将步骤（1）中采集的水下机器人推进器转速大小的电压和电流信号 送至信号采集与预处理装置中；

（3）将获得的转速大小数据的电压和电流信号通过串行通讯输送至故障识 别装置；

（4）故障识别装置根据诊断的故障拥堵大小s，计算水下机器人推进器的 优先权矩阵W，然后采用伪逆重构方法产生容错控制矩阵，实现推进器故障情 形下的水下机器人容错控制。

8.根据权利要求7所述的水下机器人推进器信息融合故障诊断方法，其特 征在于，在所述步骤（3）中，针对几种典型故障模式，故障识别装置对来自信 号采集与预处理装置的水下机器人推进器转速大小的电压和电流信号进行小脑 模型关节控制器神经网络样本训练处理的故障样本训练，得到故障辨识器，并 判定水下机器人推进器是否发生故障。

9.根据权利要求7所述的水下机器人推进器信息融合故障诊断方法，其特 征在于，进一步，对于任一水下机器人推进器的故障状况，先将现场测试得到 的推进器转速电压和电流信号与正常转速状况下的电压和电流信号相比较，检 测故障是否发生，并将现场测试的推进器转速电压和电流信号输入训练后的故 障辨识器，计算拥堵故障大小s，实现对水下机器人推进器的故障诊断。