[发明专利]一种自主式水下机器人控制系统输入电流故障检测方法

权利要求书

1.一种自主式水下机器人控制系统输入电流故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用量子Bang-Bang技术对采集到的AUV控制系统的信号进行干扰和故障解耦，使干扰信号和故障信号独立演化；

(2)通过量子计算，采用|0和|1〉表示微观粒子的两种基本状态；

(3)对采集到的AUV控制系统的信号进行模态分解，将原始数据分解为相应的固有模态；

(4)采用SHFC窗口定位法对分解后的低频模态进行输入电流故障检测；

(5)根据步骤(3)和步骤(4)，得到AUV控制系统故障特征。

2.根据权利要求1所述的一种自主式水下机器人控制系统输入电流故障检测方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：

(1.1)采用量子Bang-Bang技术对采集到的AUV控制系统的信号进行干扰和故障特征解耦，建立多个带有故障和干扰的系统模型，合成量子态模型，根据故障和干扰发生的概率构建量子旋转态；

(1.2)通过采集到的原始数据中的干扰信号的正负来判断量子Bang-Bang开关面的正负；注入幅值等同于Bang-Bang控制的函数值的高频脉冲信号；以此高频脉冲序列来抵消干扰信号；

(1.3)建立干扰解耦模型，利用该模型对系统进行故障特征提取。

3.根据权利要求1所述的量子态转化方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：所述步骤(2)具体为：

微观粒子的两种基本状态线性组合表示为叠加态为：

其中，量子态概率幅α和β分别表示系统外部干扰和故障情况，且是一对复数；又因量子态在测量过程中存在坍缩的情况，或以|α|²的概率坍缩到|0〉，或以|β|²的概率坍缩到|1〉，且满足：|α|²+|β|²＝1，因此，量子态由概率幅表示

显然，当α＝1，β＝0时，即为基本状态|0，此时表示为

相反，当α＝0，β＝1时，即为基本状态|1，此时表示为

量子态是二维复向量空间中的单位向量；

因为观测会引起量子态坍缩，量子态会持续处在|0和|1之间的连续状态中，直到被观测到为止；

双量子比特状态表示为：

其中，概率幅满足：|α₀₀|²+|α₀₁|²+|α₁₀|²+|α₁₁|²＝1。

4.据权利要求1所述的一种自主式水下机器人控制系统输入电流故障检测方法，其特征在于，所述步骤(4)具体为：

(4.1)对于模态信号x(t)，且x(t)在t_i(i＝1,2,…)时刻取其极值点作为信号处理数据；计算出信号中幅度差变化的度量α(t_i)为：

(4.2)计算出信号中频率变化的度量为：

(4.3)计算信号在某个极值点的突变度量ω(t_i)为：

(4.4)在AUV正常运行过程中，如遇控制器突发性故障或者干扰，系统将会产生模态混叠现象，从而使得在正常的输出信号曲线上会在某些时间段上出现极值点异变，此时通过经验模态分解后的SHFC定位算法可以较好的检测出发生故障的信号突变变化度量ω(t_i)。

5.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的一种自主式水下机器人控制系统输入电流故障检测方法。

6.一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的一种自主式水下机器人控制系统输入电流故障检测方法。