题名 | ROV推进系统故障检测及容错控制研究; Research on Fault Detection and Fault-tolerant Control of ROV Propulsion system |
作者 | 刘大勇![]() |
学位类别 | 博士 |
答辩日期 | 2007-06-01 |
授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
授予地点 | 沈阳自动化研究所 |
关键词 | 遥控水下机器人 系统辨识 推进系统 故障检测 容错控制 |
其他题名 | Research on Fault Detection and Fault-tolerant Control of ROV Propulsion system |
中文摘要 | 遥控水下机器人( ROV )工作在未知的不确定的复杂海洋环境中,其机械部件和控制系统极易出现故障。推进器是ROV的动力装置,对ROV完成水下作业,顺利回收起着至关重要的作用。推进器经常受到水草、异物的干扰而损坏,同时其内部的机械和电子组件也因老化、发热、受力而容易损坏,因此推进系统故障是ROV经常发生的故障之一。故障检测是提高其推进系统可靠性的重要环节,为ROV的容错控制和紧急回收等应急措施提供科学依据。ROV的容错控制对提高ROV的可靠性和机动性有着重要的意义。 针对ROV推进系统的特点,本文研究了ROV推进系统的系统辨识,故障检测和容错控制问题。 本文给出了一种基于控制量输入的ROV模型辨识方法,减小了辨识的工作量。该模型以螺旋桨驱动电机的电压控制量为输入,以各个自由度的运动状态为输出,不需进行螺旋桨推力标定。针对这种辨识方式,本文给出一种ROV系统辨识的非线性模型和简化的线性模型,对于相应的模型设计了辨识方法。通过实验验证了模型和方法的有效性。 针对ROV的故障检测问题,给出基于模型与推进电机电流的故障检测方法,设计了故障检测策略,实现对故障的分离和定位。通过模拟故障实验验证了方法的有效性。 针对ROV推进系统容错控制分配问题,本文提出了基于SVD分解(奇异值分解)与定点分配的混合算法。与传统的方法相比,它回避了求伪逆矩阵的问题,减小了计算量;能够满足推进器饱和约束限制。利用水下实验平台的推进系统模型进行了仿真实验,验证了算法的正确性和有效性。 |
语种 | 中文 |
公开日期 | 2010-11-29 ; 2011-06-22 |
页码 | 66 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/334] ![]() |
专题 | 沈阳自动化研究所_水下机器人研究室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘大勇. ROV推进系统故障检测及容错控制研究, Research on Fault Detection and Fault-tolerant Control of ROV Propulsion system[D]. 沈阳自动化研究所. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2007. |
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