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目前我国海缆施工ROV系统在工作运行时故障率较高，并且ROV系统的故障诊断方法效果不佳。基于这一问题，本文设计了一种新的故障诊断模型。该模型依据海缆施工ROV系统的运行要求以及控制原理利用概率Petri网理论进行建模。模型按照海缆施工ROV系统功能分解为多个诊断模块。每个模块依据故障征兆与故障之间存在的因果关系并按照概率Petri的算法对每个诊断周期中的故障进行诊断。算例分析证明了该模型故障诊断拥有较好的有效性与实时性。