云控制系统及其面临的挑战

本文提出的云控制系统(Cloud control systems, CCSs)是对之前的网络化控制系统(Networked control systems, NCSs)的进一步扩展.目前,物联网(Internet of things, IOT)已经成功应用于实际中,网络化控制技术在其中发挥了关键作用.与此同时,云计算的迅速发展为大数据存储与处理、控制器设计和控制系统性能优化提供了一个完美的平台.可以预见,虽然当前云控制技术的研究和应用还存在许多挑战,但在不久的将来,云控制系统的深入研究将对控制理论的发展和各种实际应用起到积极推动作用.     

云控制系统不确定性分析与控制器设计方法

云控制系统(Cloud control system, CCS)是云计算与物理系统的融合, 由于云计算中资源是动态的, 因此云计算的加入使得云控制系统具有很大的不确定性. 本文给出一种典型的云控制系统结构, 通过将不确定性划分为云端不确定性和网络端不确定性, 有效简化了云控制系统不确定特性分析和建模. 针对典型的时延不确定性问题, 将云控制系统时延划分为云端时延和网络端时延, 进行了MapReduce模型下多计算节点云端时延分析, 同时进行了云控制结构下网络端时延分析, 两者结合实现了云控制系统的前向通道和反馈通道的时延建模. 基于所建立的云控制系统时延模型, 应用极点配置方法设计了云控制器算法, 包括观测器的设计和控制律的设计, 从而保证了闭环系统的稳定性. 对本文设计的云控制器算法进行了仿真验证, 结果表明考虑时延特性的控制器设计明显提升了云控制系统的控制性能.     

数字孪生驱动的火箭控制系统故障诊断研究综述

在第四次工业革命中,智能制造成为各国工业发展的重点方向,数字孪生技术作为一项新兴技术,能够有效实现物理信息的融合;将其应用于火箭控制系统的故障诊断和健康管理,能够进一步提高故障诊断的事前准确性,提升火箭发射的可靠性;本文对数字孪生技术在航天领域的研究现状进行归纳整理;首先梳理了NASA的数字孪生目标,国内领域按照设计、生产、支持服务阶段对数字孪生应用进行分类;其次,按照故障树、专家系统、神经网络、数据驱动的方法阐述控制系统故障诊断的研究现状;在介绍数字孪生驱动的健康管理方法的基础上,提出数字孪生驱动的火箭控制系统的故障诊断方法;详细介绍其基本组成框架,分析关键技术及应用难点,并提出数字孪生健康管理平台的基本流程;该方法预期实现火箭控制系统的事前诊断和维修策略的制定     

基于VxWorks的雷达中央控制系统的设计与实现

分析了雷达软件与VxWorks实时操作系统的多任务特性，建立了雷达分布式控制系统模型，研究在嵌入式硬件系统条件下基于VxWorks实现中央控制台对分系统的实时控制，以及在VxWorks上实现X_Windows窗口图像显示的关键技术。结果证明该方案是可行的，同时其分布式控制模式和图像显示技术均可推广到其它的嵌入式控制系统中。     

适应供油口压力变化的开关阀控制系统设计

以高速电磁开关阀控制系统的关键技术为研究对象,采用了理论分析与试验研究相结合的方法,深入分析了制约提高电磁高速开关阀控制特性的原因,提出了一种适应供油压力变化的电磁高速开关阀自适应双电压法,提高了电磁高速开关阀对供油压力变化的适应性。构建了自适应双电压法和以DSP为核心的高速电磁开关阀控制系统,并进行了相应试验。试验验证了本系统对于适应供油口压力变化的高速电磁开关阀能有效实现控制。     

有滞后的中立型控制系统与无滞后控制系统在镇定理论中的等价性

本文对有滞后的中立型控制系统与无滞后控制系统在镇定理论中的等价性进行了讨论, 用不等式估值方法及分析技巧给出了其等价的时滞范围,为简化相应的中立型控制系统的分 析和设计提供了理论依据.     

基于QoS的二维云模型控制器研究

本文采用云模型不确定性推理方法设计了一种云模型映射器,该映射器在本质上具有非线性映射特性和并行运算功能。文中给出了云模型映射器的结构设计方法,分析了其非线性映射特性。据此提出一种新型的二维云模型智能控制器,将其应用于基于QoS的网络控制系统中,并给出了相关的仿真结果。     

基于PLC的变压器冷却器控制系统设计

结合PLC和触摸屏,设计了微机化、网络化变压器冷却器控制系统,其性能优于传统控制系统,可以完成包括运行操作、联锁保护、功能优化、数据管理和远程通信等多项功能。文章提出了控制系统硬件平台的设计方案,归纳了系统的各项控制功能,并详细分析了控制系统的实现方法和关键技术。     

前馈线性功率放大器的设计与关键技术

介绍了前馈线性功率放大器的基本原理和设计方案,指出实际中采用的是自适应的前馈功率放大器系统;指出前馈线性功率放大器设计的关键技术主要是:矢量调节器的设计、自适应方法和控制系统;指出矢量调节器中的关键器件是数字可变移相器,提出了一种数字可变移相器的设计方案;提出了3种自适应方法:导频法、最小功率检测法和相关检测法,并分析其优缺点;提出控制系统是前馈线性功率放大器系统的核心器件,也是设计的关键器件。     

工业机器人运动控制系统的设计与实现

本文通过文献研究、理论分析、软件仿真等方法,对工业机器人的控制系统进行设计。首先,根据性能的要求分析机器人控制系统的硬件设备以及硬件设备的组装方式和电路接口的连接方法;其次,在硬件设备的基础上根据操作的要求完成软件设计;最后,根据运动学和动力学建立工业机器人数学模型,进而完成相关核心算法的设计。     

云计算:系统实例与研究现状

针对云计算这样一个范畴综述了当前云计算所采用的技术,剖析其背后的技术含义以及当前云计算参与企业所采用的云计算实现方案.云计算包含两个方面的含义:一方面是底层构建的云计算平台基础设施,是用来构造上层应用程序的基础;另外一方面是构建在这个基础平台之上的云计算应用程序.主要是针对云计算的基础架构的研究与实现状况给出综述,对于云计算的应用也有所涉及.云计算有3个最基本的特征:第1个是基础设施架构在大规模的廉价服务器集群之上;第二是应用程序与底层服务协作开发,最大限度地利用资源;第3个是通过多个廉价服务器之间的冗余,通过软件获得高可用性.云计算达到了两个分布式计算的重要目标:可扩展性和高可用性.可扩展性表达了云计算能够无缝地扩展到大规模的集群之上,甚至包含数千个节点同时处理.高可用性代表了云计算能够容忍节点的错误,甚至有很大一部分节点发生失效也不会影响程序的正确运行.通过此文可以了解云计算的当前发展状况以及未来的研究趋势.     

一种基于云服务的远程诊断系统设计

针对当前远程诊断系统存在的不足之处,结合云计算的思想,设计了一种基于云服务的远程诊断系统.分析了现有各种模式远程诊断系统的特征,根据企业发展的需求,构建了基于云服务的诊断系统架构,并对其中的云网关设计和实时交互等关键技术做了研究.最后使用一个样机系统验证了所提出的设计方案的可行性.     

云计算访问控制技术研究综述

随着云计算规模化和集约化的发展,云安全问题成为云计算领域亟待突破的重要问题.访问控制技术是安全问题的重中之重,其任务是通过限制用户对数据信息的访问能力及范围,保证信息资源不被非法使用和访问.主要对目前云计算环境下的访问控制问题进行研究,首先介绍访问控制理论;然后分析了云计算环境下的访问控制技术体系框架,重点从云计算访问控制模型、基于ABE(attribute-based encryption)密码体制的云计算访问控制、云中多租户及虚拟化访问控制这3个方面对云计算环境下的访问控制问题进行综述,并且调研了工业界云服务提供商和开源云平台的访问控制机制;最后对未来的研究趋势进行了展望.     

Unikernel的研究及其进展

Unikernel是一种专门定制、优化的轻量级虚拟机,在云环境中,它能够解决由传统虚拟机带来的资源消耗大、低效率、低安全性的问题,有望成为超越Docker的下一代轻量级微服务系统架构。目前,Unikernel开源项目较多,技术呈现复杂性和多样性,使得研究人员和开发人员难以准确理解和把握。为此,首先介绍了Unikernel的基本概念和基本特点;然后总结出了Unikernel的系统架构,并详细阐述了Unikernel关键技术的研究工作进展,包括应用层、库操作系统层和平台适配层;最后结合已有的研究成果,探讨了Unikernel的研究方向及其面临的机遇和挑战。     

凌云体系结构及关键技术研究

云计算系统的基本模型、体系结构、关键技术与系统实现是当前学术界、IT企业界共同关注的热点问题.通过分析现存的2种云计算系统特征,包括垂直型和混合型云计算系统,发现构建生产性云计算系统过程中的3个重要且富有挑战性的问题:异构应用负载模式的高效支持、多租户的资源租赁和利用一套统一的系统整合海量异构的云资源.针对这些问题,简单介绍了凌云系统的组成与目标,提出了一种基于资产租约模型的云计算系统体系结构,并对资产分区管理、虚拟网络管理、虚拟电器管理、虚拟机群租赁框架、全局云用户管理等关键技术进行了简要分析.目前,凌云系统已经实现,并且已在实际环境中部署和实施.根据评价结果,凌云在统一性、灵活性、安全性、好用性和高效性等非功能性目标上基本都优于另外2套系统:OpenNebula和EnomalyECP.性能测试数据表明,在64个虚拟机同时部署的情况下,凌云的虚拟机平均逻辑部署速度能够达到OpenNebula和VIDA组合的4.1倍.     

社区云的关键技术、架构及挑战——以科技云为例

社区云是云计算四种部署模式中应用较少的一种,但对于面向科研和学术界的云服务却有其特点和优势,非常值得探索。本文结合中国科学院科技云的实践,讨论了身份管理与授权、服务集成、测量与运行管理三项关键技术,提出了一种适合社区云的联盟和微服务架构,并指出社区云在模式和机制、可靠性、安全、组织管理等方面所面临的挑战。     

云机器人系统研究综述

随着云计算、大数据和其他新兴技术的发展,云技术和多机器人系统的集成使得能够设计出具有改进能源效率、实时性高、成本低的多机器人系统。为了解决云增强系统中机器人的潜力,介绍了云机器人的起源、发展过程以及有关云机器人的研究项目。介绍了云机器人系统的整体架构,然后从开源源码、云计算、雾计算、网络切换管理、机器人即服务（RaaS）、大数据等方面分析了云机器人系统中各层的主要发展驱动力。详细阐述了当前云机器人系统中的关键技术,并给出了一些可能的解决方案。最后,对云机器人系统的未来发展进行了讨论。     

云计算环境安全综述

伴随云计算技术的飞速发展,其所面临的安全问题日益凸显,在工业界和学术界引起了广泛的关注.传统的云基础架构中存在较高安全风险,攻击者对虚拟机的非法入侵破坏了云服务或资源的可用性,不可信的云存储环境增大了用户共享、检索私有数据的难度,各类外包计算和云应用需求带来了隐私泄露的风险.该文从云计算环境下安全与隐私保护技术的角度出发,通过介绍云虚拟化安全、云数据安全以及云应用安全的相关研究进展,分析并对比典型方案的特点、适用范围及其在安全防御和隐私保护方面的不同效用,讨论已有工作的局限性,进而指出未来发展趋势和后续研究方向.     

Cloud Control Systems

The concept of cloud control systems is discussed in this paper, which is an extension of networked control systems (NCSs). With the development of internet of things (IOT), the technology of NCSs has played a key role in IOT. At the same time, cloud computing is developed rapidly, which provides a perfect platform for big data processing, controller design and performance assessment. The research on cloud control systems will give new contribution to the control theory and applications in the near future.      

云计算现状研究

云计算是一种新兴的计算模型,探讨了云计算的定义与特点,从应用的角度给出了新的定义,介绍了云计算技术实例,剖析了其背后的技术含义以及云计算企业所采用的一种云计算实现方案,从技术、服务、标准等几个角度分析,对比国内外云计算业界动态和研究现状,对云计算的发展作了一些探讨和研究。