基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器AUV多普勒测速仪故障区间估计方法、程序、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器AUV多普勒测速仪故障区间估计方法、程序、设备及存储介质，属于自主式水下机器人故障诊断领域。该方法首先通过系统辨识方法获取状态空间系统模型，将传感器故障作为辅助状态向量，构造与原系统等效的增广系统；然后结合卡尔曼滤波与中心对称多胞体，通过预测与更新，用中心对称多胞体包含所有可能的状态；最后对更新后的中心对称多胞体进行区间包络运算，得到多普勒测速仪故障的区间估计。采用Frobenius范数最小化方法优化得到最优增益矩阵，降低未知扰动与噪声的影响提高精度。本方法在噪声和扰动未知但有界的情况下仍能确保故障真实值被估计区间严格包裹，使其在复杂扰动场景下更具实用性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自主式水下机器人故障诊断领域，具体涉及一种基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器auv多普勒测速仪故障区间估计方法、程序、设备及存储介质。

技术介绍

1、随着海洋资源开发的不断深入，海底环境已成为全球关注的重点。海洋中蕴藏着丰富的矿产、石油、天然气等资源。然而，海底环境的复杂性对资源勘探与开发提出了极大挑战。海底作业常常面临高压、低温以及强腐蚀等极端环境条件，这不仅增加了设备的使用难度，也对海洋技术提出了更高要求。auv在海洋探索中扮演着至关重要的角色。它能够在人类潜水员难以到达或过于危险的深海环境中执行任务，如海底地形测绘、水下资源勘查、海洋生物观测以及水下基础设施检查等。auv的使用不仅提高了海洋探测的效率和精度，还大大降低了人类潜水员的风险。因此，auv的技术发展和应用前景受到了广泛关注。

2、auv在执行任务过程中，由于海洋环境的复杂性和不确定性，传感器可能会出现各种故障。这些故障轻则导致auv的任务执行失败，重则引发严重的安全事故。因此，及时检测和识别auv的故障对于保障其正常运行和完成任务至关重要。故障检测技术能够实时监测a本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器AUV多普勒测速仪故障区间估计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器AUV多普勒测速仪故障区间估计方法，其特征在于，所述步骤1中具体包括：

3.根据权利要求2所述基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器AUV多普勒测速仪故障区间估计方法，其特征在于，所述预测增广AUV系统状态的可达集具体为：

4.根据权利要求3所述基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器AUV多普勒测速仪故障区间估计方法，其特征在于，所述更新的增广AUV系统状态的可达集具体为：

5.根据权利要求4所述基于中心...

【技术特征摘要】

1.一种基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器auv多普勒测速仪故障区间估计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器auv多普勒测速仪故障区间估计方法，其特征在于，所述步骤1中具体包括：

3.根据权利要求2所述基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器auv多普勒测速仪故障区间估计方法，其特征在于，所述预测增广auv系统状态的可达集具体为：

4.根据权利要求3所述基于中心对称多胞体的卡尔曼滤波器auv多普勒测速仪故障区间估计方法，其特征在于，所述更新的增广auv系统状态的可达集具体为：

5.根据权利要求4所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佶桃，张博为，刘禹锡，吕欣倍，刘星，姚峰，王玉甲，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：