基于神经网络的移动机器人的故障诊断方法研究(6)
2.2 机器人控制系统前瞻
现代计算机技术的产业革命，将世界经济从资本经济带入到知识经济时代。在电子世界领域，从20世纪中的无线电时代也进入到21世纪以计算机技术为中心的智能化现代电子系统时代。而机械手控制系统则逐步发展为与计算机互联，使机器人控制系统更加智能化，操作更加简单方便。
随着自动化的发展，机械手（机器人）应用将更加普遍。而没有控制系统的机器人就是一堆废铁，机器人的发展势必与控制系统共同进行。而日后机器人的发展也会反限于控制系统的发展，未来的人类社会是机器人普遍应用的时代。
2.3 小结
本章对移动机器人的系统组成及控制系统组成进行了介绍，引入了机器人控制系统的发展简史，最后对移动机器人的控制系统进行了前瞻。
3 移动机器人故障诊断相关知识
3.1 故障诊断的相关知识
3.1.1 故障诊断的由来
系统故障诊断是对系统运行状态和异常情况做出判断，并根据诊断做出判断，为系统故障恢复提供依据。要对系统进行故障诊断，首先必须对其进行检测，在发生系统故障时，对故障类型、故障部位及原因进行诊断，最终给出解决方案，实现故障恢复。就本系统而言，为保证系统稳定性，专门设计了故障诊断方案。
3.1.2 故障的基本定义
故障的定义：系统至少一个特性或参数出现较大的偏差，超出了可以接受的范围。此时，系统的性能明显低于正常水平，难于完成系统预期的功能。故障诊断是指在一定的检测策略的指导下，实施对被诊断系统的自动监测。通过检测获取诊断对象的故障模式，提取故障特征，在此基础上，根据预定的推理原则，对故障信息做出综合评估，并向系统的操纵者或控制者提示所要采取的措施。
3.1.3 故障的分类
故障诊断概括起来可以分为三部分：
（1）故障的特征提取：通过测量和一定的信息处理技术获取反映系统故障的特征描述过程。
（2）故障的分离与估计：根据检测的故障特征确定系统是否出现故障以及故障程度的过程。
（3）故障的评价与决策：根据故障分离与估计的结论，对故障的危害及严重程度做出评价，进而做出是否停止任务进程及是否需要文修更换的决策。例如在故障发生后，根据故障的类别，严重程度、变化趋势等，决定采取的相应措施。
另外，还有一些其他的指标来进一步完善故障诊断：
故障误报：是指系统没有发生故障而报警。系统的故障误报率是衡量故障诊断系统的基本指标之一。
故障漏报：是指系统发生了故障而没有报警。故障漏报率是衡量故障诊断系统的又一基本指标。
故障预报：是指根据系统的残差和症状等动态信息，在故障尚未发生时对其运动状态趋势的估计。它一般通过对系统的运行参数或残差进行预测来实现。准确的故障预报可以有效地避免或降低故障发生带来的损失。
解析冗余：广义上是指利用非硬件冗余方法得到系统的故障信息，实现系统的故障诊断;侠义上是指针对系统的数学模型，通过可测变量之间存在的冗余函数关系产生冗余信息，再通过对冗余信息的分析实现系统的故障诊断。
3.1.4 故障诊断的任务
故障诊断的主要任务有：故障检测、故障类型判断、故障定位及故障恢复等。其中：故障检测是指与系统建立连接后，周期性地向下位机发送检测信号，通过接收的响应数据帧，判断系统是否产生故障；故障类型判断就是系统在检测出故障之后，通过分析原因，判断出系统故障的类型；故障定位是在前两部的基础之上，细化故障种类，诊断出系统具体故障部位和故障原因，为故障恢复做准备；故障恢复是整个故障诊断过程中最后也是最重要的一个环节，需要根据故障原因，采取不同的措施，对系统故障进行恢复。