网络化控制系统监控组态与调度研究

来源 :中国科学院自动化研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xkfywwy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着控制技术、计算机技术、网络技术和集成电路技术的发展,网络化控制系统(Networked Control Systems,简称NCS)成为控制领域的一个重要研究方向。网络化控制系统在控制回路中引入了通信网络,使得其在灵活性与可靠性、远程互操作性、成本、安装与维护、故障诊断等方面具有较大的优势。同时,网络的引入所带来的延时、丢包、多包传输等问题使得系统的分析和控制更加困难。在网络化控制系统的研究中,仿真和实验是检验控制理论与方法的性能的重要手段,因此如何为网络化控制系统提供一个通用的仿真和实现平台是一个值得关注的研究方向。网络化控制系统的性能一方面取决于控制算法的优劣,另一方面也依赖于对共享网络资源的调度,从网络调度角度来研究网络化控制系统是当前网络化控制系统研究中的热点之一。   监控组态软件是用户监视和控制控制系统的工具,也是控制系统仿真和实现平台的重要组成部分之一。本文对网络化控制系统监控组态软件进行了较为深入的研究,另外,利用极大极小代数为工具,从离散事件系统的角度对网络化控制系统中的网络调度问题进行了初步的理论研究。   论文的主要内容和创新之处如下;   ①针对网络化控制系统中用户较少,用户只需分时监控系统的小规模应用需求,设计和实现了网络化控制系统单机监控组态软件。按照模块化的设计方法,为软件设计了人机界面模块、数据管理模块和通信模块。同时,还设计了软件的数据采集方案和用户使用流程。   ②针对局域网内网络化控制系统用户较多且需要并发监控系统的中等规模应用需求,设计和实现了基于局域网的网络化控制系统监控组态软件。考虑到单机监控组态软件设计中存在的系统通信吞吐量的瓶颈问题,采用了客户服务器结构作为该监控组态软件的体系结构,对服务器和客户端分别进行了详细设计。同时,为了保证多用户并发访问系统时的安全性和有序性,采用了基于角色的访问控制作为系统的访问控制策略。   ③针对因特网环境下大量用户通过网络随时随地对网络化控制系统进行监控的大规模应用需求,设计和实现了基于因特网的网络化控制系统监控组态软件。对软件工作的Web平台进行了介绍,其中对分布式数据库平台进行了详细介绍.为软件设计了同Web平台交互的整体结构,并对新的条件下的数据库访问机制、先来先服务的访问控制机制和客户服务器结构进行了设计和实现。   ④针对网络化控制系统运行过程中对大量历史数据的高效存储需求,采用了两级数据压缩算法作为历史数据的压缩算法,其中第一级采用了一种旋转门有损压缩算法,第二级采用了通用字节流数据压缩算法。针对历史数据的快速查询需求,为历史数据库设计了一种多级索引存储结构。针对软件的国际化需求,设计和实现了软件的国际化功能。   ⑤介绍了TCP网络的极大极小代数模型,特别分析了其中一类具有极大极小函数输入和极大函数输出的模型,提出了利用输出反馈对这类系统进行镇定及对其周期时间进行配置的方法。介绍了模型的能达性、能观性、强连通块、极大射影合取分解式、输出反馈的极大射影矩阵直积、具有极大极小函数输出反馈的闭环系统极大射影表示等。证明了系统能达且至少具有一个能观状态为系统镇定的充分条件,对于系统能达且能观的情况给出了更进一步的结论。证明了系统能达并且至少一个状态能观是系统周期时间可配置的充分必要条件。文中给出了输出反馈的构造性方法.
其他文献
语言模型是语音识别系统中至关重要的部分。目前,语音识别技术正在进入应用发展阶段,语音识别的研究也走向更加广泛的应用领域和更加复杂的识别任务。在这个过程中,研究基于数据
医学影像设备在最近10年得到了飞速发展,并广泛应用于临床诊断和治疗。由于设备的成像原理不同,存在着多种模态图像,主要分为解剖图像和功能图像两大类,这两类图像为医生提供
欠驱动系统是指系统的独立控制变量个数小于系统自由度个数的一类非线性系统。它在教学、科研以及工程中具有非常广泛的应用,因此对它的研究具有重要的理论意义和实用价值。同
针对脉冲激光测距数字计数法精度低的问题,本文介绍了用时幅转换插入法来提高脉冲测距系统时间分辨率和测距精度的原理及技术途径,并设计了基于时幅转换插入法的脉冲激光测距系
光纤相位调制技术用光纤代替自由空间作干涉光路,广泛应用于相干光纤系统中,如光纤干涉型传感器、相干光通信、光纤傅里叶变换光谱测量等。光纤相位调制通过对光纤某一部分的长
近年来电子银行业务的迅猛发展,给金融产业带来了深刻的变革和前所未有的冲击。为全面认识和把握银行的渠道业务发展状况,传统渠道业务和电子银行业务的数据整合成为一个非常
随着互联网的飞速发展,网络多媒体应用得以推广和普及。但是,传统多媒体需要下载完成后才能播放的特点与现今网络带宽资源有限的情况发生矛盾,于是产生了可以一边下载一边观
交通是关乎国计民生的重要领域。城市规模扩大、汽车数量增加,带来了交通拥堵、环境污染、能源消耗和交通事故等一系列问题。城市交通信号控制系统是智能交通系统的重要子系统
本论文来源于某型高炮武器系统的综合管理计算机系统项目。该系统要求在保持高炮武器系统原有优点的前提下,对其进行数字化改造,提高其信息化水平。该系统用于控制综合管理计算
城市交通信号控制系统项目投资大、与道路交通安全息息相关,必须通过有效的评价方法保证系统的性能与可靠性。现有评价方法面临的主要困难在于交通场景的规模大、复杂程度高,很