AMPERES: A REAL-TIME FAULT MONITORING AND DIAGNOSIS KNOWLEDGE-BASED SYSTEM FOR SPACE POWER SYSTEMS

A real-time fault monitoring and diagnosis knowledge-based system (KBS) has been developed for space power systems to save costly operational manpower and to achieve reliable space power system operation. The developed KBS, called AMPERES (autonomously managed power-system extendible real-time expert system), was developed using the autonomously managed power system (AMPS) test facility currently installed at NASA Marshall Space Flight Center (MSFC). The approaches taken for AMPERES are generic and should be applicable for other space power systems. A sensor value validation method based on causal relations (CRs) and their interrelations within the sensor redundancy graphs (SRG) has been developed and applied in AMPERES to increase the confidence in the validity of the sensor values and consequently in the results of the fault diagnosis. The validation results also yield essential information for fault diagnosis identifying the existence of a potential fault and the location or the extent of the fault. A disturbance interrelation analysis graph (DIAG) scheme has been developed to characterize the fault diagnosis problems clearly and to perform the fault monitoring and diagnosis tasks effectively by explicitly showing the diagnosis reasoning paths. The DIAG approach also enables the fault diagnosis KBS to describe a fault in several different abstraction levels and in different component granularities.     

面向故障诊断的重构模式及应用研究

智能故障诊断技术为保障工程技术系统的可靠性和安全性开辟了新的途径,随着系统设备和功能的日益复杂化,发生故障的机率以及由此带来的损失越来越大,现有单一、固定的故障诊断方法却难以满足复杂系统诊断的全部要求.针对故障诊断特点,探讨了基于软件复用的重构故障诊断系统的解决方案,提出了系统的重构层次模型,采用多智能体技术构造了一种具有进化和重构特性的故障诊断推理模型,讨论了诊断模型重构的方法,并通过实例初步验证了可行性,为今后故障诊断系统的开发提供了新的理念和方法.     

一种新的路径编码机制在移动机器人路径规划中的应用

针对基于遗传算法的移动机器人路径规划,本文提出了一种新的定长十进制路径 编码机制．首先,将移动机器人所处环境中的障碍物表示成多边形的形式,并对各障碍物顶 点用十进制进行任意编号,然后将移动机器人的路径编码成定长为所有障碍物顶点个数之和 的十进制染色体串．串中,非零位上的十进制值表示路径经过了相应编号的顶点,各顶点在 串中的顺序就是它们在路径中的顺序．此编码方式克服了已有的变长编码机制及定长二进制 编码机制需特殊遗传操作算子和特殊解码的缺陷,使得算法更加简单有效．     

分布式自主移动机器人集成环境

本文详细介绍了一个基于异质分布式计算机系统的机器人集成环境——Robix，它提供用户简单的通讯模式，可以很方便地实现进程间通讯，同时提供对实时系统十分重要的分布式中断，Robix已在一个室外自主移动机器人系统ATB1的集成中得到应用．     

像平面与空间平面的变换及其在移动机器人中的应用

说明了像平面与空间平面的变换以及摄像机在固定，旋转和平移时变换矩阵的求解方法．还讨论了该变换在移动机器人定位，障碍物检测，运动参数分析和三维坐标计算上的应用．     

移动机器人的动态路径规划及控制

本文阐述了两类机器人的导航方法:第一类方法是,先生成整个路径,然后进行路径跟踪控制;第二类方法是所谓的势场方法,即利用人工势场直接进行运动控制.在此基础上,我们提出了用于移动机器人系统导航的动态路径规划-控制方法.系统根据环境信息对路径进行动态的生成与控制,从而与实际环境实现了闭环,增加了对系统的稳定性和对环境的适应能力.     

容错机制测评中的故障注入模型及应用算法

故障注入（ＦＩ）是一种有效的测试和评价容错机制（ＦＴＭ）的方法,可被普遍应用于容错计算机系统开发过程的各个阶段中。ＦＩ技术正确的更广泛的应用依赖于对ＦＩ原理的一致理解。文中首先详细讨论了ＦＩ的应用对象即ＦＴＭ在测评中所表现出来的若干下,在此基础上提出了六元组描述的ＦＩ模型,并对各组成元的属性进行了深入分析。同时,作为ＦＩ模型的具体应用过程,文中给出了ＦＩ独立试验算法（ＦＩ－ＩＥＡ）,并讨论了该算法     

一种移动机器人超声波导航系统

本文设计了一种用于移动机器人的超声波导航系统，介绍了系统的工作原理及结构， 并进行了样车实验．实际的导航实验表明：系统可用于室内结构环境中的移动机器人导航．     

移动机器人非视觉传感器及其信号处理方法

非视觉传感器是机器人认识和了解外部环境的重要途径，移动机器人常用的非视觉 传感器包括超声、红外、接近传感器等．这些传感器大多是以环或阵列的形式出现，因此其 信号处理往往要占用机器人大量的CPU时间．本文提出了一种采用多DSP控制和处理各类非视 觉传感器的方法，给出了传感器信号处理的原理和具体实现．同时我们引入了并行处理的机 制，各类传感器信号处理可同时进行，在很大程度上提高了机器人传感器信号处理的速度， 有利于机器人在实时动态环境中运行．并给出了非视觉传感器信号处理的实验结果，验证了 该方法的有效性．      

系统级概率故障诊断的最小测试数

系统级故障诊断中的核心问题，是要用最小的开销完成诊断任务，由于测试数是诊断开销的一部分，希望测试数达到最小，在几种概率测试模型下，我们给出了概率诊断中最小测试数的上界和下界，这两个界具有同一数量级。     

全局环境未知时机器人导航和避障的一种新方法

研究了全局环境未知情况下的移动机器人实时导航问题．将栅格法描述环境与基于滚动窗口的路径规划相结合，提出了一种新的移动机器人导航方法．将超声传感阵列探测到的环境信息以基于栅格的概率值进行表示，利用不确定性证据推理对其进行数据融合，得到机器人的局部环境信息；在此基础上，采用基于滚动窗口的方法进行机器人路径规划，实现机器人的实时导航．仿真与实验结果表明了该方法的有效性．     

在动态环境中移动机器人导航和避碰的一种新方法

本文提出了基于超声传感器的信息,将改进的栅格 和回归预测法结合起来,应用于具有静态和动态障碍物的动态环境中,移动机器人THMR-Ⅱ 的导航和避碰的一种新方法．对栅格法的改进就是以障碍物为单位记录信息量,结果比原来 以栅格为单位记录的信息量少得多,克服了栅格法中存在环境信息存储量大的问题,提高了 实时性．对回归预测法也作了改进,并把它们结合起来,在求得最佳候选扇区后,使移动机 器人躲避了静态和动态障碍物,实现了导航,最终到达目标．通过三种仿真实验,结果表明 作者提出的方法是正确和有效的．     

采用自然语言的移动机器人任务编程

本文在机器人具备基本运动技能的基础上［1］，采用基于指令教导的学习方法．通 过自然语言教会机器人完成抽象化任务，并以程序体方式保存所学知识，也即通过自然语言 对话自动生成程序流．通过让机器人完成导航等任务，验证所提自然语言编程方法的可行性 ．     

精确反馈线性化在移动机器人轨迹跟踪中的应用

本文首先介绍了轮式移动机器人从原始形式到链形式的转换 ,并以此为对象 ,通过动态扩展 ,引入了精确反馈线性化的方法 ,将链形式精确地转换为输入输出线性系统 ,在此基础上 ,设计了反馈控制器对轮式移动机器人的轨迹跟踪进行控制 .仿真结果说明了方法的可行性     

移动机器人人机互助行走监控方法研究及其实际应用

由于行走监控在移动机器人技术中的独特地位和作用，使得其问题解决路线与最终性能极大地影响着构成系统的实用性及用户接受程度．本文通过剖析行走监控同其他模块的内在联系，深入地讨论了研究此问题的必要性和困难所在．最后，结合一个实际应用系统，给出了行之有效的指导思想、实现策略和关键问题解决途径     

一个基于系统辨识的PID可变控制器

本文论述了一种能够在线辨识智能移动式机器人模型,自动地设计和修正 PID 控制器的控制系统.仿真结果表明,本系统具有较高的辨识精度和良好的控制效果.     

一种移动机器人在三维动态环境下的路径规划方法

提出一种基于遗传算法的三维动态环境下的路径规划方法,通过对机器人的运动行为进行编码,将各种约束条件融入到遗传算法当中,规划出可实际应用的避障路径,仿真研究表明该方法是简单有效的.     

容差网络故障的区间诊断法

研究含有容差网络的故障诊断,是实际工程网络中迫切需要解决的课题。它是模拟电路故障诊断方法和理论走向实际应用的关键一步。本文把区间数学分析法作为容差网络故障诊断的工具,以其把故障诊断理论应用于实践。     

智能移动式机器人的一种全局路径规划方法和基于知识的路径控制器

本文介绍一种类似位姿的全局路径表示法,以三角形自由空间网络为基础构造平面图,然后构造出解答树,通过搜索方法找出所有可通路径的全局路径规划方法及其仿真结果.还介绍由规划器给出允许位姿集描述的路径,与规划库中的规则相匹配,确定机器人的动作,最终到达目标,这样一种基于知识的路径控制器及其实验结果.     

带拖车的移动机器人包络路径分析与描述

带拖车的移动机器人系统是一类复杂的多车体系统,其路径规划问题难以沿用单 体移动机器人系统的规划方法．本文通过分析这类系统运动时的路径特征,提出包络路径概 念;并根据路径与车体约束的关系,给出包络路径的量化描述,从而把这类多车体系统的路 径规划问题转化为单个车体的规划问题,本质地改变了带拖车移动机器人的运动规划．