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为了提高深海机器人多传感器系统的故障诊断能力，针对深海环境的特殊性，以及深海机器人的工作特点，提出了基于两级集成神经网络的故障诊断方法，建立了诊断子网络，从不同的方面对机器人故障进行诊断，并利用决策融合网络将诊断子网络的诊断结果进行融合会诊，得到系统最终的诊断结论；基于某型深海机器人海中试验数据进行计算机仿真实验的结果，验证了该方法的有效性和可行性。