[发明专利]多关节仿生机器鱼传感器故障诊断与容错控制方法及系统

权利要求书

1.一种多关节仿生机器鱼的传感器故障诊断与容错控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

根据当前期望偏航角，控制多关节仿生机器鱼的水下航行；

获取传感器采集的在时刻k下所述多关节仿生机器鱼在各关节状态下的实际偏航角度；

基于有限脉冲响应滤波器跟踪模型，根据所述多关节仿生机器鱼的各关节状态，得到时刻k对应的预测偏航角度；

根据实际偏航角度及预测偏航角度，确定偏航角度误差；

基于有限脉冲响应滤波器跟踪模型，确定信噪比；

根据偏航角度误差及信噪比，判断所述传感器是否发生故障；

如果所述传感器没有发生故障，则反馈所述实际偏航角度，经过闭环控制，达到期望偏航角；

如果所述传感器发生故障，则基于仿生机器鱼神经网络模型，根据所述传感器发生故障前各时刻的所述多关节仿生机器鱼的各关节状态及对应的实际偏航角度，重构传感器信号，得到重构偏航角度；

反馈所述重构偏航角度，经过闭环控制，达到期望偏航角。

2.根据权利要求1所述的多关节仿生机器鱼的传感器故障诊断与容错控制方法，其特征在于，所述有限脉冲响应滤波器跟踪模型的构建方法具体包括：

获取历史数据，所述历史数据包括所述多关节仿生机器鱼的各关节状态及对应的实际偏航角度；

根据各关节状态及对应的实际偏航角度，建立有限脉冲响应滤波器跟踪模型；

采用最小均方误差方法，对所述有限脉冲响应滤波器跟踪模型进行训练，更新所述有限脉冲响应滤波器跟踪模型的权重参数矢量，得到更新后的有限脉冲响应滤波器跟踪模型。

3.根据权利要求1所述的多关节仿生机器鱼的传感器故障诊断与容错控制方法，其特征在于，根据以下公式，确定预测偏航角度：

；

其中，k表示时刻，l(k)为预测偏航角度，W_ik为有限脉冲响应滤波器跟踪模型中第(k+1-i)个权重参数矢量，x(k+1-i)为第(k+1-i)时刻输入的关节状态参数，M为窗口宽度，1≤i≤M。