基于转矩和多头自编码器的推进系统故障诊断方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于转矩和多头自编码器的推进系统故障诊断方法，包括以下步骤：首先对电机负载和螺旋桨转矩进行估计；然后基于多头自编码器对故障进行检测，所述多头自编码器包括独立的编码器1和编码器2，将估计的电机负载转矩和控制信号输入编码器1以提取特征1，将估计的螺旋桨转矩和控制信号输入编码器2以提取特征2，然后将特征1和特征2连接并馈入解码器，通过信号重构实现对故障检测；最后基于故障检测结果，利用奇异值分解对其进行降维，将降维后的数据输入到聚类算法中实现对故障的分类，本方法不依赖大量的故障数据，仅依靠AUV自身携带的传感器的测量数据即可实现对电机电流和转速的反馈故障以及螺旋桨丢失、脱落和电路开路等多种故障进行识别和确定原因。电路开路等多种故障进行识别和确定原因。电路开路等多种故障进行识别和确定原因。

【技术实现步骤摘要】
基于转矩和多头自编码器的推进系统故障诊断方法


[0001]本专利技术属于自主式水下航行器故障诊断领域，具体涉及一种基于转矩和多头自编码器的推进系统故障诊断方法。

技术介绍

[0002]在国防、海洋和工业应用方面，自主水下航行器(AUV)在广泛的应用和接受度方面越来越受欢迎。AUV作为海洋探测的重要工具必须保证其在水下工作时的安全可靠。因此，故障诊断技术已成为该领域最重要的研究课题之一。目前，大多数商用AUV在水下航行时，主要利用水下推进器作为执行器，因此，推进器故障是AUV最常见的故障源之一。事实上，一旦AUV的推进系统出现故障，不仅任务无法完成，而且AUV本身也面临着丢失、损毁的危险。为避免这种情况，研究一种及时有效的故障诊断策略，有利于降低AUV损毁风险，避免故障的深度传播，对保证在复杂海洋环境下AUV的安全性和提高机动性具有重要意义。
[0003]自20世纪90年代以来，人们对推进器故障诊断进行了大量的研究。目前，对于推进器故障诊断的方法分为三大类，包括：基于解析模型的，基于数据驱动的以及基于混合方法的。但是对于现有的推进系统故障本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于转矩和多头自编码器的推进系统故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、对电机负载转矩Q
m
和螺旋桨转矩Q
p
进行估计；步骤B、基于多头自编码器对故障进行检测，所述多头自编码器包括独立的编码器1和编码器2；将步骤A估计的电机负载转矩Q
m
和控制信号s输入编码器1以提取其特征1，将估计的螺旋桨转矩Q
p
和控制信号s输入编码器2以提取其特征2，然后将特征1和特征2连接并馈入解码器，通过信号重构实现对故障检测；步骤C、基于步骤B的故障检测结果实现对故障的分类。2.根据权利要求1所述的基于转矩和多头自编码器的推进系统故障诊断方法，其特征在于：所述步骤A中，基于改进的神经网络对螺旋桨转矩进行估计，具体为：对神经网络的损失函数进行改进，根据螺旋桨的扭矩方程推导设备的前进速度，神经网络的输出即为螺旋桨转矩：其中其中其中，表示由神经网络估计转矩计算得到的估计转矩系数，表示由估计转矩系数估算得到的估计螺旋桨入流速度，ucos(θ)cos(ψ)表示由测量值近似计算的螺旋桨真实入流速度，δ
u...

【专利技术属性】
技术研发人员：高爽，江景涛，严天宏，何波，
申请(专利权)人：青岛澎湃海洋探索技术有限公司，
类型：发明
国别省市：