水下機器人故障診斷與容錯控制技術

第1章　水下機器人概述
1.1 水下機器人的相關概念
1.2 水下機器人研究概況
1.2.1 纜控水下機器人（ROV）研究概況
1.2.2 自治水下機器人（AUV）研究概況
1.2.3 國內水下機器人研究概況
1.3 水下機器人的組成
1.3.1 水下機器人的硬件系統(tǒng)
1.3.2 水下機器人的導航與通信系統(tǒng)
1.3.3 水下機器人的控制系統(tǒng)
1.4 水下機器人技術研究展望
1.4.1 水下機器人的可靠性技術
1.4.2 水下機器人的能源動力技術
1.4.3 水下機器人的水下目標探測與識別技術
1.4.4 水下機器人的導航定位與水下通信技術
1.4.5 自治水下機器人的水下路徑規(guī)劃與安全避障技術
1.4.6 水下機器人的運動控制技術
1.4.7 水下機器人的其他技術
參考文獻
第2章　水下機器人控制技術
2.1 水下機器人的運動學基礎
2.1.1 坐標系及坐標變換
2.1.2 水下機器人空間運動數(shù)學模型
2.2 水下機器人的動力學基礎
2.2.1 水動力和力矩
2.2.2 推進器的推力和推力矩
2.2.3 浮力、重力和浮力矩、重力矩
2.2.4 外部擾動力
2.2.5 水下機器人空間動力學運動方程
2.3 水下機器人的推進器布置
2.3.1 推進器的數(shù)量與布置要求
2.3.2 幾種常見推進器的布置及推力計算
2.4 水下機器人的基本控制回路
2.4.1 自動定深回路和自動定高回路
2.4.2 自動定向控制回路
2.4.3 航行速度與定位控制回路
2.5 水下機器人的閉環(huán)控制算法
2.5.1 數(shù)字PID控制算法
2.5.2 自適應控制算法
2.5.3 滑?？刂扑惴?br />2.5.4 模糊控制及神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法
參考文獻
第3章　故障診斷與容錯控制技術
3.1 故障診斷與容錯控制的目的與意義
3.2 故障診斷方法
3.2.1 故障診斷方法分類
3.2.2 基于知識的故障診斷方法
3.3 容錯控制技術
3.3.1 容錯控制的基本概念
3.3.2 容錯控制的方法
3.4 水下機器人故障診斷與容錯控制
3.4.1 水下機器人故障診斷方法
3.4.2 水下機器人容錯控制技術
3.4.3 水下機器人故障診斷與容錯控制技術展望
參考文獻
第4章　水下機器人傳感器故障診斷
4.1 水下機器人的主要傳感器及其故障
4.1.1 導航與定位系統(tǒng)傳感器
4.1.2 姿態(tài)與位置傳感器
4.1.3 附屬裝置傳感器
4.2 有限脈沖響應濾波器故障檢測算法
4.2.1 水下機器人的有限脈沖響應濾波器模型
4.2.2 水下機器人的傳感器故障檢測算法
4.3 OUTIANDl000水下機器人實驗系統(tǒng)
4.3.1 OUTLANDl000傳感器與推進器
4.3.2 OUTIANDl000通信系統(tǒng)與水面支持系統(tǒng)
4.4 基于FIR的傳感器故障診斷算法與水池實驗
4.4.1 OUTIAND1000方向傳感器（羅經(jīng)）故障設定及實驗
4.4.2 OUTIAND1000方向傳感器故障檢測及實驗分析
4.4.3 傳感器時變性故障診斷的實驗及結果
參考文獻
第5章　水下機器人傳感器故障容錯控制
5.1 基于FIR的閾值故障檢測與容錯控制
5.1.1 OLITIANDl000狀態(tài)閾值故障檢測與容錯控制設計
5.1.2 0UTLAND1000閾值故障檢測與FIR替換容錯實驗結果分析
5.2 基于FIR信噪比的故障檢測與神經(jīng)網(wǎng)絡信號逆推容錯控制
5.2.1 OIJTI.ANDl000FIR信噪比故障檢測與容錯控制設計
5.2.2 OUTLANDl000FIR信噪比故障檢測與容錯實驗結果分析
5.3 傳感器時變故障的神經(jīng)網(wǎng)絡信號逆推容錯控制
參考文獻
第6章　水下機器人推進器故障診斷與容錯控制
6.1 神經(jīng)網(wǎng)絡故障辨識模型
6.1.1 SOM自組織特征映射神經(jīng)網(wǎng)絡
6.1.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡
6.1.3 CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡
6.2 水下機器人推進器故障在線辨識信息融合算法
6.2.1 OUTIANDl000推進器布置
6.2.2 OUTIANDl000推進器故障診斷信息融合模型
6.3 推進器故障在線辨識實驗結果分析
6.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡在線辨識實時性分析
6.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡在線辨識準確性分析
6.4 推進器擁堵故障的容錯控制及水池實驗
6.4.1 單參數(shù)容錯
6.4.2 雙參數(shù)控制容錯
6.4.3 容錯控制實驗結果分析
參考文獻
第7章　水下機器人故障診斷與容錯控制仿真
7.1 FALCON推進器的配置
7.1.1 推進器推力分配
7.1.2 推進器故障與優(yōu)先權矩陣
7.2 推進器故障診斷與容錯控制模型
7.3 推進器單故障診斷與容錯控制仿真
7.3.1 仿真算例
7.3.2 推進器故障與容錯控制結果分析
7.4 推進器多故障診斷與容錯控制仿真
7.4.1 URIS水下機器人推進器配置與控制方程
7.4.2 雙故障仿真算例
7.5 基于遺傳算法的推進器故障的容錯控制律重構仿真研究
7.5.1 推進器控制律偽逆重構算法
7.5.2 控制矩陣重構的遺傳算法優(yōu)化
7.5.3 控制律重構結果分析比較
參考文獻
第8章　水下機器人故障診斷與容錯裝置開發(fā)
8.1 基于DSP的水下機器人故障診斷與容錯控制器
8.1.1 DSP硬件電路設計
8.1.2 DSP故障檢測控制儀軟件
8.1.3 DSP故障檢測控制儀研制中的難點
8.2 基于單片機的水下機器人故障診斷與容錯控制器
8.2.1 系統(tǒng)硬件電路設計
8.2.2 系統(tǒng)軟件設計
參考文獻