1.一种基于区间观测器的自主水下机器人AUV执行器故障检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、建立AUV在垂直面的动力学模型；

步骤2、根据步骤1中的动力学模型设计区间观测器；

步骤3、根据区间观测器的数据，进行执行器故障检测。

2.根据权利要求1所述的基于区间观测器的自主水下机器人执行器故障检测方法，其特征在于：所述步骤1中AUV在垂直面的动力学模型的建立步骤为：步骤1.1、AUV在垂直面的非线性运动方程为其中，m为水下机器人的质量(kg)，θ是水下机器人的纵倾角(rad)，q是水下机器人的纵摇角速度(rad/s)，z是水下机器人的下潜深度(m)，s是水下机器人的下潜速度(m/s)，δs是艉舵角(rad)，Iyy是水下机器人的y轴转的动惯量，u是水下机器人的巡航速度(m/s)，W和B0分别是水下机器人的重力和浮力(N)；Z为外力， Zuq，Zus，Zuu为流体动力学系数；M为外力矩， Muq，Mus，Muu为流体动力学系数；

步骤1.2、当步骤1.1中的θ足够小，那么cosθ≈1、sinθ≈θ，那么公式(1)简化为：其中：

步骤1.3、当AUV匀速巡航，则u是常数，因此矩阵M、Bs和As是常数，公式(2)是一个LTI系统；

由于M是一个非奇异矩阵，进一步得到：其中A＝M-1As，B＝M-1Bs，ω＝M-1ω1，ω是一种外部扰动；

步骤1.4、ω(t)和 分别为外部扰动ω的下界和上界，即 ω(t)和是已知的，

则，AUV在垂直面的动力学模型为：

3.根据权利要求1所述的基于区间观测器的自主水下机器人执行器故障检测方法，其特征在于：所述区间观测器的具体设计方法为：步骤2.1、根据模型(3)，定义区间观测器：其中，x(t)∈Rn、 为状态x(t)的上下界；A、C是可观测的，矩阵L，满足A-LC是Hurwitz；L∈Rn*n是观测器增益，B+＝max(0，B)，如果B(i，j)≥0，则B+(i，j)＝B(i，j)，否则，B+(i，j)＝0，B(i，j)是B的第i行和第j列的元素，B-＝B+-B；

步骤2.2、引理：

其中，引理1的证明为：

将矩阵B分成两部分，即：

B＝B(m，n)+B(u，υ)其中，如果B(i，j)≥0，则B(m，n)(i，j)＝B(i，j)、B(u，υ)(i，j)＝0；否则B(u，υ)(i，j)＝B(i，j)，B(m，n)(i，j)＝0；

+ +

因为B＝max(0，B)，所以B＝B(m，n)B-＝B+-B

＝B(m，n)-(B(m，n)+B(u，υ))＝-B(u，υ)

因此：

步骤2.3、定理：当执行器未发生故障时，下列不等式成立：(1)

(2)

(3)

其中x(t)∈Rn、 为状态x(t)的上下界估计，y(t)∈Rn、 为输出y(t)的上下界估计，C+＝max(0，C)，C-＝C+-C，r(t)∈Rn和 为残差的上下界估计，V∈Rn*n是一个正定矩阵；

定理的证明：

当执行器未发生故障时，假设：则：

由于矩阵(A-LC)是Hurwitz和初始条件e(0)≥0、 并通过步骤2.2中的引理可得：

因此：

从步骤2.2的引理可以推出：因此：

因为V是一个正定矩阵，所以：因此，若执行器未发生故障，则：若执行器发生故障，则：