水下机器人故障诊断与容错控制技术_PDF下载[89MB-百度云]朱大奇，胡震著

内容简介

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本书在综述近年来水下机器人故障诊断与容错控制技术研究进展的基础上，重点阐述水下机器人传感器系统故障诊断与容错控制等理论。

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第1章水下机器人概述1.1 水下机器人的相关概念1.2 水下机器人研究概况1.2.1 缆控水下机器人（ROV）研究概况1.2.2 自治水下机器人（AUV）研究概况1.2.3 国内水下机器人研究概况1.3 水下机器人的组成1.3.1 水下机器人的硬件系统1.3.2 水下机器人的导航与通信系统1.3.3 水下机器人的控制系统1.4 水下机器人技术研究展望1.4.1 水下机器人的可靠性技术1.4.2 水下机器人的能源动力技术1.4.3 水下机器人的水下目标探测与识别技术1.4.4 水下机器人的导航定位与水下通信技术1.4.5 自治水下机器人的水下路径规划与安全避障技术1.4.6 水下机器人的运动控制技术1.4.7 水下机器人的其他技术参考文献第2章水下机器人控制技术2.1 水下机器人的运动学基础2.1.1 坐标系及坐标变换2.1.2 水下机器人空间运动数学模型2.2 水下机器人的动力学基础2.2.1 水动力和力矩2.2.2 推进器的推力和推力矩2.2.3 浮力、重力和浮力矩、重力矩2.2.4 外部扰动力2.2.5 水下机器人空间动力学运动方程2.3 水下机器人的推进器布置2.3.1 推进器的数量与布置要求2.3.2 几种常见推进器的布置及推力计算2.4 水下机器人的基本控制回路2.4.1 自动定深回路和自动定高回路2.4.2 自动定向控制回路2.4.3 航行速度与定位控制回路2.5 水下机器人的闭环控制算法2.5.1 数字PID控制算法2.5.2 自适应控制算法2.5.3 滑模控制算法2.5.4 模糊控制及神经网络控制算法参考文献第3章故障诊断与容错控制技术3.1 故障诊断与容错控制的目的与意义3.2 故障诊断方法3.2.1 故障诊断方法分类3.2.2 基于知识的故障诊断方法3.3 容错控制技术3.3.1 容错控制的基本概念3.3.2 容错控制的方法3.4 水下机器人故障诊断与容错控制3.4.1 水下机器人故障诊断方法3.4.2 水下机器人容错控制技术3.4.3 水下机器人故障诊断与容错控制技术展望参考文献第4章水下机器人传感器故障诊断4.1 水下机器人的主要传感器及其故障4.1.1 导航与定位系统传感器4.1.2 姿态与位置传感器4.1.3 附属装置传感器4.2 有限脉冲响应滤波器故障检测算法4.2.1 水下机器人的有限脉冲响应滤波器模型4.2.2 水下机器人的传感器故障检测算法4.3 OUTIANDl000水下机器人实验系统4.3.1 OUTLANDl000传感器与推进器4.3.2 OUTIANDl000通信系统与水面支持系统4.4 基于FIR的传感器故障诊断算法与水池实验4.4.1 OUTIAND1000方向传感器（罗经）故障设定及实验4.4.2 OUTIAND1000方向传感器故障检测及实验分析4.4.3 传感器时变性故障诊断的实验及结果参考文献第5章水下机器人传感器故障容错控制5.1 基于FIR的阈值故障检测与容错控制5.1.1 OLITIANDl000状态阈值故障检测与容错控制设计5.1.2 0UTLAND1000阈值故障检测与FIR替换容错实验结果分析5.2 基于FIR信噪比的故障检测与神经网络信号逆推容错控制5.2.1 OIJTI.ANDl000FIR信噪比故障检测与容错控制设计5.2.2 OUTLANDl000FIR信噪比故障检测与容错实验结果分析5.3 传感器时变故障的神经网络信号逆推容错控制参考文献第6章水下机器人推进器故障诊断与容错控制6.1 神经网络故障辨识模型6.1.1 SOM自组织特征映射神经网络6.1.2 BP神经网络6.1.3 CMAC神经网络6.2 水下机器人推进器故障在线辨识信息融合算法6.2.1 OUTIANDl000推进器布置6.2.2 OUTIANDl000推进器故障诊断信息融合模型6.3 推进器故障在线辨识实验结果分析6.3.1 神经网络在线辨识实时性分析6.3.2 神经网络在线辨识准确性分析6.4 推进器拥堵故障的容错控制及水池实验6.4.1 单参数容错6.4.2 双参数控制容错6.4.3 容错控制实验结果分析参考文献第7章水下机器人故障诊断与容错控制仿真7.1 FALCON推进器的配置7.1.1 推进器推力分配7.1.2 推进器故障与优先权矩阵7.2 推进器故障诊断与容错控制模型7.3 推进器单故障诊断与容错控制仿真7.3.1 仿真算例7.3.2 推进器故障与容错控制结果分析7.4 推进器多故障诊断与容错控制仿真7.4.1 URIS水下机器人推进器配置与控制方程7.4.2 双故障仿真算例7.5 基于遗传算法的推进器故障的容错控制律重构仿真研究7.5.1 推进器控制律伪逆重构算法7.5.2 控制矩阵重构的遗传算法优化7.5.3 控制律重构结果分析比较参考文献第8章水下机器人故障诊断与容错装置开发8.1 基于DSP的水下机器人故障诊断与容错控制器8.1.1 DSP硬件电路设计8.1.2 DSP故障检测控制仪软件8.1.3 DSP故障检测控制仪研制中的难点8.2 基于单片机的水下机器人故障诊断与容错控制器8.2.1 系统硬件电路设计8.2.2 系统软件设计参考文献