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3.3.2 移动机器人故障模式、故障症状、故障发生原因
只有充分了解对象，才能对它进行故障诊断。对于一个实际的故障诊断系统
的开发而言，故障诊断知识的获取是第一个关键的问题。无论采用基于解析模型
的诊断方法，还是采用基于知识或基于信号分析的诊断方法，对诊断对象进行故
障机理分析都是必不可少的。
移动机器人是一个复杂的系统，由多个子系统组成，而每一个子系统又由很多个模块组成，且每个模块都有各自的故障机理。对这样的系统，全面的故障检测与诊断是非常复杂的，处理这种复杂性的一种自然的思路就是通过分解，即针对每一个子系统，甚至每一个模块，剖析故障现象和故障原因之间的关系，分别建立各主要子系统的故障检测与诊断系统。
表3.3.2各系统故障模式、故障症状、故障发生原因
系统 故障模式 故障症状 故障发生原因
供电系统 没有电源 1.移动机器人无法启动
2.各类传感器无法启动 1.电池没电
2.保险丝断了
3.电线连接不好
4.电路断开
5.总开关失效
电源不足 1.运行中的机器人停止运行
2.移动机器人无法启动
3.计算机自动重启 1. 电池电量不足
驱动系统 无法驱动 1.移动机器人无法运作 1.执行机构损坏
2.移动平台损坏
避障系统 无法检测到障碍物 1.移动机器人与障碍物相撞 1.传感器无法工作
2.程序错误
无法正确计算与障碍物的距离 1.移动机器人与障碍物相撞
2.无法确定机器人的位置 1.从障碍物上收集的信息不够
2.处理器失效
转向系统 无法转动 1.无法确定机器人的位置
2.移动机器人与障碍物相撞 1.放大器失效
2.放大器电源不足
3.放大器保险丝烧坏
4.电路断开
5.元器件连接不紧
无法转动正确的角度 1.无法确定机器人的位置
2.移动机器人与障碍物相撞 1.放大器设置不正确
2.PID值不正确
3.初始值设置不正确
4.角度计算错误
5.反馈回路失效
6.转矩不够
视觉系统 摄像头无法转动 1.无法确定机器人位置 1.扫描跟踪器失效（硬件）
2.视觉算法失效
3.摄像头失效
无法采集视觉数据 1.无法确定机器人的位置 1.环境灯光变暗
2.摄像头失效
3.4 移动机器人故障诊断特点
由于移动机器人本身结构的复杂性、系统描述的复杂性、故障机理的复杂性、
其工作环境具有不确定性等特点，使得移动机器人的故障诊断问题具有以下几个
难点：
（1）移动机器人系统结构的层次性
前面已经介绍了移动机器人的系统组成。移动机器人的结构可以划分为系统、子系统、部件、元件等各个层次，从而形成其功能的层次性。各子系统通过
协调实现系统内部的一致性，从而实现系统的总体功能。因而故障的产生对应于
系统的不同层次表现出复杂性。
（2）移动机器人系统描述的复杂性
组成移动机器人系统的子系统种类较多，结构、功能各异。一方面，大部分