uuv推进系统模糊自适应融合故障诊断方法

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1、第16卷第9期电机与控制学报Vol.16No.92012年9月ELECTRICMACHINESANDCONTROLSep．2012UUV推进系统模糊自适应融合故障诊断方法严浙平，迟冬南，赵智，陈涛(哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要:针对水下无人潜航器(unmannedunderwatervehicle，UUV)推进系统的故障诊断问题，提出了一种基于自适应模糊融合的推进系统故障诊断算法。依据灰色预测理论，利用历史数据得到预测电流;同时，利用试验数据拟合控制电压与电枢电流的关系，建立了理论电流的计算模型。综合考虑控制电压变化率

2、和电流异常时间对融合权值的影响，引入模糊理论，将理论电流和预测电流自适应地融合，最终得到融合电流。对比融合电流和实际检测电流变化趋势的异同，实现对UUV推进器状态的实时监控。在UUV推进器出现故障时，两者的差值变化反映了推进器的故障情况以及故障类别，继而为后续的系统恢复与自救提供了依据。湖试和海试过程分别验证了，所提出的算法能够有效地检测出推进器螺旋桨故障和推进器电机供电异常，且试验全程未出现“虚警”，同时，根据所得差值电流的范围准确判定了推进系统故障的类型。关键词:水下无人潜航器;推进系统;故障诊断;模糊理论;灰色预测;自适应融合中图分类号:T

3、M3文献标志码:A文章编号:1007－449X(2012)09－0014－07PropellerfaultdiagnosisforUUVusingfuzzyadaptivefusionYANZhe-ping，CHIDong-nan，ZHAOZhi，CHENTao(CollegeofAutomation，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract:AnalgorithmofpropellersystemfaultdiagnosisforUUVusingfuzzyfusionispr

4、oposedinthispaper．Firstly，thegrayforecastingmethodwasutilizedtopredicttheforecastingcurrentaccordingtohis-toricalcurrent．Simultaneously，thetheorycurrentmodelwasbuiltbyfittingcontrolvoltageandarmaturecurrent．Then，consideringtheeffectofcontrolvoltagechangerateandabnormitytimeof

5、currentonfit-tingweigh，fusioncurrentwasderivedbyfusingtheforecastingcurrentandthetheorycurrentwithfuzzytheoryintroduced．Finally，comparedfusioncurrenttotherealcurrentdetected，thestateofpropellerwasobservedinrealtimebythecurrenterrorbeingthefoundationforthesystemdiagnosisandthe

6、faultclassificationwiththefaultexisted．Anditcouldbethepreconditionofsystemrecoveryandself-help．Lakeexperimentandseatrialresultsrespectivelydemonstratedthattheproposedalgorithmisvalidinde-tectingthescrewpropellerfaultandthepowersupplysystemfault，withoutanyfalsealarm，andthefaul

7、tpatternhasbeenclassifiedpreciselywiththerangeofcurrenterror．Keywords:unmannedunderwatervehicle;propellersystem;faultdiagnosis;fuzzytheory;grayforecas-ting;self-adaptivefusion收稿日期:2012－01－05基金项目:国家自然科学基金(51179038);教育部新世纪优秀人才支持计划资助(NCET－10－0053)作者简介:严浙平(1972—)，男，教授，博士生导师，研究方向为

8、水下无人潜航器的总体设计、智能控制和运动控制;迟冬南(1985—)，女，博士研究生，研究方向为水下无人潜航器的运动控制;赵智(1985—