一种硬件监视的关键数据管理算法

为了提高三模冗余容错计算机的故障恢复效率,缩短故障恢复时间,提出并设计实现了一种基于硬件监视的关键数据链表式管理恢复算法,克服了传统容错计算机在故障恢复方面的缺陷.利用系统运行过程中CPU的空闲时间与串行数据交换通道,在不中断系统工作的情况下,对三模冗余容错计算机进行无缝恢复,保证了系统在故障恢复时工作的连续性,同时给出了系统的具体恢复过程和测试结果.实验结果验证了该方法的可行性和可靠性.     

容错计算技术

一、引言 伴随着计算机的产生,容错技术在不断发展,过去计算机可靠性的提高,主要是采用避错技术,在机器的设计生产过程中对元器件的质量进行严格把关,以使产品能满足所规定的可靠性标准。 而采用容错技术则允许系统在出现某些特定硬件故障或软件错误时,系统仍然能够执行规定的一组程序(或算法),或者说程序不会因系统中的故障而中止或被修改,并且执行结果也不包含系统中故障所引起的错误而继续正常运行,同时容错技术还可以降低对元器件的质量要求。 二、容错计算基本技术 容错基本技术本质上是冗余及其管理、故障检测与诊断和系统状态的维     

针对传感器故障的容错控制问题的数值解

针对状态反馈闭环系统中的传感器故障容错控制问题,先基于稳定多项式分解导出该容错控制问题状态反馈闭环系统稳定的充分必要条件.在此基础上,基于相容非线性方程组数值解法,提出具有传感器故障容错控制的状态反馈律设计方法.还基于数值优化解方法,提出面向闭环系统极点配置的另一状态反馈容错控制律设计方法.计算机仿真算例表明此方法的有效性.     

容错控制系统综述

本文讨论了故障系统的容错控制设计问题.对各种故障系统的容错控制设计方法,从其原理、特征及应用等方面作了详细的综述,主要包括各种故障的监测与隔离方法和各种容错控制器的设计方法.最后对容错控制系统设计的发展趋势作了简要介绍.     

针对传感器故障的容错控制问题的数值解法

针对状态反馈闭环系统中的传感器故障容错控制问题，先基于稳定多项式分解导出该容错控制问题状态反馈闭环系统稳定的充分必要条件。在此基础上，基于相容非线性方程组数值解法，提出具有传感器故障容错控制的状态反馈律设计方法。还基于数值优化解方法，提出面向闭环系统极点配置的另一状态反馈容错控制律设计方法。计算机仿真算例表明此方法的有效性。     

集中式燃油测量系统的双机容错设计与实现

分析了飞机燃油测量系统的发展方向,介绍了集成式燃油测量系统的结构,从提高可靠性的角度对集中式数字燃油测量系统进行了总体设计,并以单片机为基础实现了中央测量单元的双机容错设计。重点分析了双机容错结构的故障监测原理和系统重构策略与过程,给出了故障监测和系统切换的硬件与软件框图。该设计也可用于一般计算机测控系统。     

工业设备故障的计算机自动检测与容错控制

本文根据工业设备的故障特点，提出了利用计算机对设备故障进行自动检测和容错控制的设计方法。着重介绍了设备故障计算机自动检测、故障容错控制系统的基本结构及故障容错控制的实现方法等。该方法对延长设备的使用寿命、增强设备故障自治能力、提高设备运行的安全性和可靠性，具有工程应用价值。     

存在部分解耦扰动的网络化系统容错控制

针对一类存在执行器故障和部分解耦扰动的离散时间网络化控制系统,研究测量数据随机丢失情况下的主动容错控制问题。首先,通过模型转换将原系统化为一个与之等价的状态增广系统;然后在考虑测量数据发生随机丢失情况下,构造未知输入观测器(unknown input observer, UIO)实现对系统状态与故障的联合估计,再基于状态和故障的在线估计值,设计基于信号补偿的容错控制律实现对原系统的主动容错控制。在该容错控制算法中,观测器与控制器增益的存在性条件均可利用李雅普诺夫稳定性理论对误差系统进行随机分析得到,相应的估计器和控制器参数可通过在线求解具有凸约束的矩阵不等式获得。最后,通过一个喷气式发动机模型的仿真算例验证所提出的故障估计与主动容错控制方法的有效性。     

工业设备故障的计算机自动检测与容错控制

本文根据工业设备的故障特点，提出了利用计算机对设备故障进行自动检测和容错控制的设计方法，着重介绍了设计故障计算机自动检测，故障容错控制系统的基本结构及故障容错控制的实现方法等。该方法对延长设备的使用寿命，增强设备故障自治能力，提高设备运行的安全性和可靠性，具有工程应用价值。     

基于COTS技术的高可靠通用容错计算机容错机制研究

本文提出并实现了一种基于COTS部件、容错机制智能实现的、新颖的通用高可靠容错计算机系统。基于容错功能与用户应用相分离的原则，应用自主设计的智能管理模块。实现对COTS部件内部状态的可观察性。详细分析了系统的容错机制。利用提出的故障逃逸模型，分析了系统中的层次化故障检测和保护措施并估计了系统故障覆盖率。     

一种面向对象的智能故障诊断专家系统的实现

本文论述了一种面向对象的智能故障诊断专家系统,在简要介绍系统原理和组成部件的基础上,着重阐述了系统中诊断知识的表示方法、管理和获取机制、推理控制策略及诊断结论的图形显示等技术,最后给出某设备智能故障诊断系统的实例。     

船舶主柴油机在线故障诊断系统研究

本文以H2203轮主柴油机为研究对象,阐述了基于C#的在线故障诊断系统的结构与功能,该系统为船舶主柴油机故障的诊断、定位、分析与排除提供了有效的技术手段,具有较高的研究实用价值。     

液压系统故障注入与故障诊断仿真研究

通过机-电-液联合仿真等技术手段,构建了基于AMESim和MATLAB软件构建故障诊断数字仿真验证系统,实现机电液系统的故障模拟、注入与诊断仿真功能。并以某典型液压举升回路系统为对象,完成故障模式及诊断方法的研究,建立仿真模型、完成故障注入和诊断过程的演示验证。结果表明,该仿真系统可应用于类似系统、不同工况、不同故障模式的故障注入与故障诊断仿真,极大程度上提高了液压系统的可靠性的设计。     

因果图用于复杂系统故障诊断研究

在信度网基础上发展起来的因果图模型,克服了信度网的一些不足,具有重要的工业应用价值。经过文献犤5犦犤6犦犤7犦的研究,目前因果图已发展成一个能够处理离散变量和连续变量的混合因果图模型。文章讨论了将因果图用于复杂系统故障诊断的关键问题。给出了基于因果图的故障知识表达方法,给出了故障模式的静态求取方法和动态求取方法以及故障模式的概率计算方法。以核电站二回路系统为研究对象,在自行研制的因果图智能故障诊断平台上进行了故障诊断测试,诊断结果与实际情况相符,诊断迅速、效果较好。     

基于残差决策的自动飞行控制系统远程实时故障诊断

针对自动飞行控制系统结构复杂、关联部件众多,发生故障时诊断时间长,从而影响飞机运行效率的问题,提出一种基于飞机通信寻址报告系统(ACARS)的远程实时故障诊断方案。首先,分析自动飞行控制系统的故障特点,设计搭建检测滤波器;然后,利用ACARS数据链实时发送的自动飞行控制系统的关键信息进行相关部件的残差计算,并根据残差决策算法进行故障诊断及定位;最后,针对不同故障部件残差间的差异大、决策门限无法统一的缺点,提出基于二次差值的残差决策改进算法,减缓了检测对象的整体变化趋势,降低了随机噪声和干扰的影响,避免了将瞬态故障诊断为系统故障的情况。实验仿真结果表明,基于二次差值的改进残差决策算法避免了多决策门限的复杂性,在采样时间为0.1 s的情况下,故障检测所需时间大约为2 s,故障检测时间大幅降低,有效故障检测率大于90%。     

基于系统参考模型的混合故障诊断技术研究

为满足复杂系统的故障诊断需求,提出了一种基于系统参考模型的混合故障诊断方法。针对不同系统中各节点的多种故障模式和交联关系,采用定性和定量的方法建立混合故障诊断参考模型。首先构建系统对象的故障元模型,然后建立对应的领域模型,最后基于故障诊断推理机实现对系统当前故障的诊断。通过构建某飞行数据设备的故障诊断模型,并进行仿真验证,结果表明该方法可以实时准确地判定系统故障,为提高复杂系统故障诊断的效率、提升系统运行安全提供了有效保障。     

基于神经网络的供热生产􀀂 过程优化控制的研究

针对我国热力行业生产现状,以供热生产的换热过程为研究对象,提出了应用软测量技术的径向基函数神经网络提取生产过程特征参数的方法和Fletcher＆Reeves共轭梯度法优化模型.为供热生产过程的最小参数模糊故障诊断和测控平台的实现提供了保证.     

基于模糊综合评估的磁浮列车故障诊断系统

阐述了模糊综合评估方法的基本原理,以CMS-3型磁浮列车为研究对象,在PLC硬件平台上建立了列车故障诊断系统的综合评估模型,并分析了系统故障评估模型诊断结论的正确性.CMS-3型磁浮列车故障诊断系统的成功运行,验证了故障综合评估模型能够有效地对系统故障进行诊断.􀁱     

分布式光纤扰动传感系统故障模式识别仿真

针对传统方法存在识别时间过长、识别率较低等问题,提出一种新的识别方法———基于信息融合的光纤扰动传感故障识别方法。通过集合经验模态分解进行信号分解处理,并提取所得分量中的敏感分量。利用各敏感分量与原信号的关系值及互信息乘积绝对值作为评定标准,选择含系统信息的分量作为分析对象。利用轻量级协议算法及线性模型提取所选对象中的故障特征向量。以提取的故障特征向量为依据,利用系统灰色性故障识别方法和模糊性识别方法出发得到传感器系统故障诊断信息,获取传感器多角度信息融合故障识别,利用信息融合故障识别方法对光纤扰动传感器故障数据进行了识别。实验结果表明,所提方法有效减少了识别时间,提高了识别率。     

CORBA对象的复制技术研究

CORBA是一种当前流行的基于对象技术的中间件平台．CORBA对应用屏蔽了分布式系统的异构性．然而目前许多CORBA系统没有充分地考虑容错问题，而容错是运行在异构环境中的分布式应用的核心问题之一．因此，在最近几年对容错CORBA的研究成为CORBA技术的一个研究热点．本文讨论了对象复制技术的若干问题，提出了基于标准组通信机制的、能够容忍节点故障也能够容忍数值错误的基于选举的主动复制策略．