江苏科技大学吴云凯获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏科技大学申请的专利基于故障因子与多观测器的AUV执行机构故障诊断方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115903472B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211240991.1,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权基于故障因子与多观测器的AUV执行机构故障诊断方法是由吴云凯;胡大海;周扬;曾庆军设计研发完成,并于2022-10-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于故障因子与多观测器的AUV执行机构故障诊断方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于故障因子与多观测器的AUV执行机构故障诊断方法,包括的主要步骤是:1利用故障因子对AUV的执行机构进行描述,通过状态方程进行建模;2设计一组故障隔离扩张状态观测器ESO,其中每一个观测器仅对一种故障敏感,将产生的残差组通过一定的逻辑规则进行判断,实现执行机构的故障隔离;3对执行机构中的舵面、螺旋桨与舵机进行故障辨识;4考虑舵面的形变故障,根据故障因子的正负性来分析其形变情况;5基于螺旋桨与舵机的输出力与力矩公式,通过分析故障因子的内部信息来辨识诊断其故障情况。
本发明授权基于故障因子与多观测器的AUV执行机构故障诊断方法在权利要求书中公布了:1.一种基于故障因子与多观测器的AUV执行机构故障诊断方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1.引入乘性故障描述因子与加性故障描述因子,分别对AUV执行机构中的舵面、舵机与螺旋桨进行故障描述,将故障描述因子引入状态方程,在状态方程中对故障进行建模; 针对AUV执行机构系统的建模与描述,考虑如下形式的非线性系统: 式中x,y,u,d分别为状态向量、输出向量、输入向量及干扰向量;gx为非线性项;A,B,C,D为常系数矩阵,将AUV执行机构中各个故障引起的变化从上述状态方程中分离开来,并将状态方程改写为含有故障描述因子的形式,可得: 其中 其中G·为分段故障函数,包括加性故障、乘性故障以及携带这些故障向量的输入变量;F=[F+F×]=[F1F2…Fn]为故障分布矩阵,其中的故障矩阵分别表征舵面形变故障,螺旋桨推力故障与舵机推力矩故障; 步骤2.利用步骤1中的包含执行机构故障的状态方程,将已建模的故障向量分为两部分,并将其中一部分故障向量与干扰向量合成一个新的干扰向量,另一部分故障向量则保留,作为步骤3的前提条件; 步骤3.利用步骤2中的方案,设计多个扩张状态观测器,将多个扩张状态观测器产生的残差依据设定好的协作规则进行判别,实现AUV执行机构中的舵面、舵机与螺旋桨的故障隔离; 步骤4.当步骤3中隔离出舵面故障时,则考虑舵面的小角度形变故障,设计包含加性故障描述因子的舵面输出公式,根据输出力与力矩的正负性来分析和辨识其形变故障情况; 步骤5.当步骤3中隔离出螺旋桨与方向舵故障时,则设计包含乘性故障描述因子的螺旋桨与舵机的输出公式,通过分析乘性故障描述因子的变化来分析和辨识其故障情况。
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