赵爽，李立

(西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)

0 前言

机器人足球比赛是近年来国际上迅速开展起来的一种高科技对抗活动，它融合了人工智能、智能控制、传感器等多个领域的前沿研究和技术［1］。Robocup 小型足球机器人比赛是其中的一种，两支队伍各有6 个机器人，通过场地正上方的摄像头获取比赛相关信息，在规则允许范围内将球射入对方球门内的数量多者获胜。足球机器人的运动性能直接关系到比赛的胜负。然而，比赛中的突然加减速、启动、急停和碰撞等容易导致机器人出现故障，如电机、编码器以及驱动电路等元器件的损坏，使机器人的部分或全部运动模块失效，无法完成指定的任务甚至威胁到其他机器人以及场边人员的安全，因此有必要对小型足球机器人运动系统的故障诊断进行研究。小型足球机器人采用四轮全向运动方式，其属于移动机器人中的一种。目前，关于移动机器人故障诊断的研究多集中于传统的两轮差动运动方式，如应用广泛的多模型方法(Multiple Model)［2－4］，每个故障类型通过机器人运动学公式对应一种故障数学模型，将测量的相关传感器数据分别输入不同故障数学模型中来诊断具体故障类型。但由于系统故障数量随元器件数呈指数增长，故障数学模型数量也随之增加，将导致计算复杂度的指数增长;并且运动方程的复杂性也会增加故障数学模型复杂度甚至难以建立准确故障数学模型。相比于两轮差动运动方式，全向机器人的运动学更加复杂，尤其是四轮全向机器人具有冗余自由度和更多的元器件，因此多模型方法已不适用于全向足球机器人。……