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随着陆地上不可再生资源的不断减少,探测和开发海洋资源显得愈发重要,作为海洋高科技重要组成部分的水下机器人,自主性和安全性是其重要特征,由于水下环境复杂,为使水下机器人能安全地执行水下探测和作业任务,研究水下机器人故障诊断技术是极为必要的,也是其智能化的重要体现。传感器是检测水下机器人状态的重要部件,传感器故障诊断是保证水下机器人安全性的重要技术之一。传感器故障会对水下机器人顺利完成作业造成障碍,甚至会导致灾难性的后果和不可估价的损失。近年来,主元分析被广泛地运用于多传感器故障诊断。主元分析通过Q统计量图和T~2统计量图与各个变量对SPE值的贡献图对传感器进行故障监测与故障识别。主元分析对传感器进行故障诊断过程中,时常由于传感器信号受到噪声干扰,故障诊断诊断结果出现误判现象。本文针对噪声干扰对主元分析的影响进行研究,分别对主元建模的传感器信号与被故障诊断传感器信号加入不同信噪比的噪声干扰,通过主元累积贡献图与Q统计量图和T~2统计量图研究噪声干扰对主元模型与故障诊断结果的影响。本文针对传感器信号去噪处理对主元分析的影响进行研究。利用小波理论对主元建模的传感器信号与被故障诊断传感器信号进行去噪处理,通过主元累积贡献图与Q统计量图和T~2统计量图研究不同信噪比的噪声干扰去噪后对主元模型与故障诊断结果的影响。由于水下机器人工作条件恶劣,传感器受到水流等多种干扰,利用常规主元分析故障诊断方法对水下机器人传感器进行故障诊断时,噪声干扰的存在无法保障主元模型的准确性,故障诊断过程会出现误判现象,并且无法诊断传感器故障是由噪声干扰影响还是传感器本身发生故障。基于小波去噪与主元分析故障诊断方法对传感器信号小波去噪的信号预处理过程,避免噪声信号对诊断结果的影响及误判现象的出现,提高故障诊断结果的准确性。以某型号水下机器人的传感器数据为试验数据,对常规主元分析故障诊断方法与基于小波去噪与主元分析故障诊断方法进行对比实验研究,并通过实验验证基于小波去噪与主元分析故障诊断方法的可行。本文针对水下机器人在线故障诊断问题,提出一种水下机器人实时故障诊断方法。以基于小波去噪与主元分析故障诊断方法作为水下机器人在线故障诊断的研究方法,分析水下机器人在线故障诊断主元建模问题,提出一种结合历史数据模型与现场建模优点的主元模型建立方法。“海狸”号水下机器人的实验结果验证了该方法的可行性。