Matlab基于灰色关联理论的移动机械人故障诊断方法研究(12)
3.2 故障树简介
故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。通常来说，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。
故障树图 ( 或者负分析树)是一种逻辑因果关系图，它根据元部件状态(基本事件)来显示系统的状态(顶事件)。就像可靠性框图(RBDs)，故障树图也是一种图形化设计方法，并且作为可靠性框图的一种可替代的方法。
一个故障树图是从上到下逐级建树并且根据事件而联系，它用图形化"模型"路径的方法，使一个系统能导致一个可预知的，不可预知的故障事件（失效），路径的交叉处的事件和状态，用标准的逻辑符号(与，或，等等)表示。在故障树图中最基础的构造单元为门和事件，这些事件与在可靠性框图中有相同的意义并且门是条件。
3.3 移动机器人当前状态故障树及分析
图3.1 对于机器人当前状态的分析
如图3.1所示机器人当前状态分为8个状态分别为：
正常左转状态：就是左轮转速比右轮转速设定慢，机器人根据左右轮的转速比例，做圆周运动。
正常右转状态：就是右轮转速比左轮转速设定慢，机器人根据左右轮的转速比例，做圆周运动。
正常直行状态：左右轮的转速相同，机器人按照转速，直线运动。
机器人在范围中绕圈子：这是正常状态的一种。机器人自动按照给定的程序，在自动壁障运动，或者自动的规定线路行走。
机器人被卡住了：这是故障状态。这个故障有很多情况，最多的可能性，是撞到物体，电机停止工作或者说传感器回馈的数据无法判断如何继续运行下去，导致了机器人停留在原地。
左轮故障：左轮速度慢于右轮，一般可能故障的发生在于H桥控制，没有续流。导致了没有反向电压。使得机器人无法按照指定路径行走。
右轮故障：右轮速度慢于左轮，一般可能故障的发生在于H桥控制，没有续流。导致了没有反向电压。使得机器人无法按照指定路径行走。
控制程序崩溃：一般来说是程序架构上有错误，使得机器进入死循环状态。
3.4 机器人不走直线故障树及分析
图4.2请见附录一
3.4.1 软件故障
软件崩溃：由于程序上面的考虑不周到，导致了程序进入了死循环状态，这个时候机器人表现的运动状态可能是不动或者是不规则运动。此时各方面的测量数据都是不确定数值。属于比较特殊的情况，出现概率约为千分之一。
软件未下载：由于电脑或者芯片或者链接问题，导致芯片内部软件缺乏，机器人得不到指令无法运动。此时机器人处于不运动状态。属于比较特殊的情况，出现概率约为千分之一。
软件逻辑错误：由于在编写程序没有考虑成熟，导致程序不能满足我们需要的要求，机器人不按照预设的运动。这是较为常见的情况，出现概率约为百分之一。
3.4.2 硬件故障
1) 硬件损坏故障：
电源老化：由于电池长时间使用，或者放在不良环境中，导致电源老化，无法提供应有的电压。此时机器人不运动，或者以很慢的速度移动。属于常见的硬件劳损，出现概率约为千分之五。
底盘损坏：由于移动机器人长时间运动在不规则路面或者避让不及时导致底盘受到了损伤，底盘中出现裂痕，最终导致底盘承载不了重量碎裂。属于特殊的硬件劳损，出现概率约为千分之一。