胡維莉，朱大奇，劉　靜
上海海事大學水下機器人與智能系統實驗室，上海

摘　　　要：針對推進器擁堵故障下，水下機器人可靠性控制問題，將遺傳算法引入容錯控制律重構之中，提出帶約束條件遺傳算法的水下機器人容錯控制律重構方法。在不同故障情況下，給出相關故障權矩陣，用遺傳算法尋找控制矩陣的較優解，重構推進器的控制矩陣。相對于控制矩陣偽逆重構方法，得到的控制量不需要經過截斷近似或是放縮近似，從而避免了由于截斷或是放縮近似造成的誤差，仿真結果表明了所提控制律重構算法的有效性。

關　鍵　詞：容錯控制；遺傳算法；故障診斷；水下機器人

１　引　言
由于海洋深處工作環境的復雜性、不可預測性，水下機器人一旦出現故障，不僅機器人無法完成水下作業任務，有時機器人本身也無法回收，損失巨大。因此水下機器人的可靠性控制技術研究［１�玻保玻蒿@得十分關鍵。推進器系統作為水下機器人的重要組成部分，直接處于海水之中，極易出現運行故障，其設計性能直接影響水下機器人的總體性能。對推進器系統的容錯控制就顯得格外重要。水下機器人推進器的容錯控制，主要是針對機器人出現可控故障時（如部分擁堵故障），如何重新構造推進器系統的控制矩陣，從而保證水下機器人處于設定的工作狀態。本文主要討論已知故障大小情況下，水下機器人控制矩陣的重構策略。本文將遺傳優化算法［１８�玻保梗菀�入到水下機器人推進器故障容錯控制之中，提出帶約束條件遺傳算法的水下機器人容錯控制矩陣重構方法。根據能量較小準則進行推進器電壓重構，保證所有的控制電壓分配值都在約束范圍內，消除了常規偽逆重構［１３�玻保罚葜腥蒎e控制矩陣二次近似所造成的人為控制誤差。

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