分布式数据库服务器系统及其自适应配置管理策略

服务器冗余技术在解决传统分布式环境的可用性和性能瓶颈问题的同时,给系统的管理带来了新的挑战．介绍了一种分布式数据库服务器DDSS的构成原理及工作模型．为了解决当前冗余服务系统的配置管理中存在的冗余资源动态可扩展性不强的问题,针对服务器DDSS(模型把系统中的每种服务抽象成为一个对象类,并提出同一个服务对象类的多个实例互为冗余服务),对冗余资源的配置管理问题进行讨论,并提出基于移动代理技术的自适应配置管理ACM(adaptive configuration management)策略,在保证系统可用性的前提下提高系统的性能,减少资源浪费．在ACM中,通过定义奖惩函数(对于静态配置)和用户请求到达率(对于动态配置)来作为配置依据,对冗余实例进行动态增加或删除．最后,对算法的性能进行了分析、测试,并与传统算法进行了比较．     

基于移动Agent的面向对象分布式冗余服务系统

目前很多分布式应用系统都利用冗余服务技术来提高系统的可用性。论文分析了分布式冗余服务系统中集中管理模式存在的诸多问题,并提出引入移动agent实现对服务实例主动的集中管理和分布管理的结合,从而保证系统高可用性的同时改善系统的性能。其中用到对象和实例的概念来定义冗余服务。     

分布式冗余服务的自适应配置管理策略

针对面向冗余服务的分布式计算模型HORIS,该文提出了一个基于移动代理技术的自适应配置管理ACM(AdaptiveConfigurationManagement)策略用于改善冗余系统的可扩展性,从而在保证系统可用性的前提下提高系统的性能。     

软件双冗余容错系统的容错能力和性能分析

双冗余是比较常用的冗余容错设计方法.软件双冗余容错系统通过冗余执行完成相同功能的两个软件副本,并检查它们的结果,根据两者结果是否一致来判断是否出现了错误.建立了软件双冗余容错系统的运行时模型,并引入了软件双冗余容错系统的容错能力的概念.根据该模型分析了单个软件副本的容错能力对软件双冗余容错系统的容错能力和性能的影响.分析结果显示,提高单个软件副本的容错能力不仅能够提高软件双冗余容错系统的容错能力,还能够提高系统的性能.但在极端情况下,双冗余容错系统的容错能力也可能会小于单个软件副本的容错能力.     

基于压缩因子的宽度学习系统的虚拟机性能预测EI北大核心CSCD

在基于基础设施即服务的云服务模式下,精准的虚拟机性能预测,对于用户在众多资源提供商之间进行虚拟机租用策略的制定具有十分重要的意义.针对基于宽度学习系统(Broad learning system,BLS)的预测模型存在许多降低虚拟机性能预测准确性和效率的冗余节点,通过引入压缩因子,构建基于压缩因子的宽度学习系统,使预测结果更逼近输出样本,能够减少BLS的冗余特征节点与增强节点,从而加快BLS的网络收敛速度,提高BLS的泛化性能.     

支持成本效益分析的Web服务容错策略规划方法

基于各种冗余策略的Web服务容错方法被广泛应用于面向服务的关键性系统的可靠性和性能保障。已有的Web服务容错策略选择方法只考虑服务响应时间和失效率等与服务性能相关的因素,而忽略了服务调用和补偿费用等成本问题,导致所选择的策略可能在成本效益方面存在不足。针对这一问题,提出了一种支持成本效益分析的Web服务容错策略规划方法。该方法针对九种常用的Web服务冗余策略给出了综合考虑调用和补偿费用的成本预测公式,并在此基础上给出了支持成本效益分析的Web服务容错策略选取算法。针对该方法的验证实验表明,所提方法能够显著提高Web服务容错策略的有效性,并且所产生的额外时间开销在可接受范围内。     

冗余服务系统中移动代理的安全性分析

为提高系统的可用性,目前很多分布式应用系统都采用了冗余服务技术.文中分析了集中式管理存在的诸多问题,并引入移动代理来提高系统的性能,重点介绍了该冗余服务系统中,移动代理所存在的安全性问题及相应对策.     

冗余交叉磁盘阵列性能研究

本文建立了冗余交叉磁盘阵列的队列模型，单盘和同步交叉磁盘阵列采用Ｍ／Ｇ／１排队模型，异步交叉磁盘阵列采用Ｆｏｒｋ／Ｊｏｉｎ排队模型，并利用这些模型对冗余交叉磁盘阵列的性能进行了分析，结果表明在系统请求率较大时，同步交叉磁盘阵列的性能大大优于异步交叉磁盘阵列，而系统请求率较小时，异步交叉磁盘阵列的性能与同步交叉磁盘阵列的性能差别不大，但随系统请求率和数据块的增大差别越来越大。     

基于动态主动负载平衡的冗余服务容错算法

随着计算机网络和通信技术的发展，分布计算逐渐成为计算技术的主流。当前，大规模事务处理、分布实时以及关键抗毁等应用的发展对分布式系统的可用性和性能两方面都提出了很高的要求。在这些应用的驱动下，越来越多的分布式系统采用冗余服务技术来提高可用性和性能。冗余服务一方面通过增加数据和计算的冗余，提高了系统的可用性，达到容错要求；另一方面，多个冗余服务器并行响应客户的请求，提高了系统性能。冗余服务以空间资源的开销换取系统高可用性和高性能。     

基于移动Agent的冗余服务管理模型

基于分布对象和移动Agent技术,为了提高冗余服务的整体性能,论文设计了一个冗余服务管理模型。通过对移动Agent的属性和行为的定义,实现了对冗余服务的系统管理,包括配置管理、性能管理、失效管理等。     

分布式实时系统的容错调度算法

提出了两种分布式实时容错调度算法：副版本后调度算法（ＢＫＣＬ）及无容错需求后调度算法（ＮＦＲＬ）,并研究了算法的时间复杂度,这两种容雕工算法能同时调度具有容错需求的实时任务和无容错需求的实时任务,ＢＫＣＬ和ＮＦＲＬ所产生的调度可保证：在分布式系统中一个节点机失效的情况下,具有容错需求的实时任务仍然可在截止时间内完成,在描述了两个实时容错调度算法之后,分别证明了这两个算法的容错调度正确性。接着,阐述     

非均匀采样数据系统时变故障估计与调节最优集成设计

针对一类发生连续时变故障的非均匀采样数据系统,建立了一套主动容错控制最优设计方案. 首先,为了实现基于非均匀离散采样输出对连续故障的估计,同时鉴于现有自适应故障诊断方法无法直接推广于非均匀采样数据系统,提出一种连续时间增广观测器最优设计方法,既能保证故障估计误差快速收敛同时又对外界干扰鲁棒;并且提出一个迭代算法对故障估计延迟与系统鲁棒性进行权衡;进一步地,基于所获得的故障信息,并考虑估计误差和时变故障内采样特性对容错控制带来的不利因素,设计基于状态反馈的非均匀采样容错控制器来快速恢复故障系统性能;最后,通过对四容水箱基准实例的仿真来验证所提方法的有效性.     

Control performance‐based fault detection and fault‐tolerant control schemes for a class of nonlinear systems

The objective of this paper is to develop performance‐based fault detection (FD) and fault‐tolerant control (FTC) schemes for a class of nonlinear systems. To this end, the representation forms of nonlinear systems with faults and the controller parameterization forms are studied first with the aid of the nonlinear factorization technique. Then, based on the stable kernel representation and the stable image representation of the faulty nonlinear system, the stability performance of the closed‐loop system is addressed, respectively. The so‐called fault‐tolerant margin is defined to evaluate the system fault‐tolerant ability. On this basis, two performance‐based FD schemes are developed aiming at detecting the system performance degradation caused by system faults. Furthermore, to recover the system stability performance, two performance‐based FTC strategies are proposed based on the information provided by the FD unit. In the end, a numerical example and a case study on the three‐tank system are given to demonstrate the proposed results.     

分布式FlexRay线控转向系统可靠性及容错技术研究

文章研究分布式线控转向系统的可靠性问题,并提出一种能够有效提高分布式线控转向系统可靠性的容错技术。首先运用FMEA与故障树分析两种风险评估方法相结合的方式,对分布式线控转向系统进行新的适用于其本身的可靠性分析;其次根据对分布式线控转向系统的可靠性分析及系统需求,提出一种基于最小故障静默单元的容错技术,并设计分布式线控转向系统中的容错单元;最后对所设计的容错冗余单元的可靠度和分布式线控转向系统的可靠度进行数学计算,计算结果表明针对线控转向系统设计的容错单元能够有效地提高分布式线控转向系统的可靠性。     

基于现场总线的N+ M 容错控制系统研究

以机器人化遥控铲掘机为例,论述了基于现场总线的N M热切换容错控制系统的体系结构、热切换、容错策略等问题。与传统方法相比,该方法具有结构简单、可靠性高、柔性好等特点,是提高系统可靠性的一种全新的切实可行的途径,对工程实际应用具有一定的现实意义。     

一类非线性系统的故障重构与容错控制

针对一类满足Lipschitz条件的仿射非线性系统,提出一种执行器故障重构与容错控制方法。通过非奇异变化矩阵对系统进行降阶,设计出滑模故障重构观测器,优化滑模策略,使滑模故障重构观测器渐进估计系统的状态,并给出稳定性分析。运用等价输出控制方法直接获取故障信息,实现执行器故障的检测与重构。设计出主动容错控制器,通过补偿控制,完成执行器故障的容错控制。最后通过数值仿真验证了方法的可行性与有效性。     

基于LMI的磁浮列车悬浮系统被动容错控制

磁浮列车的悬浮系统是具有多传感器、多控制器的复杂非线性系统,其运行环境十分复杂.一旦发生故障或失效就有可能造成人员伤亡或财产损失.为了提高悬浮系统的安全性和可靠性,针对磁浮列车悬浮系统的电磁铁或功率放大器等执行器故障进行了容错控制问题的研究.在建立磁浮列车悬浮控制系统模型的基础上,从被动容错控制角度出发,采用LMI(线性矩阵不等式)方法设计了悬浮控制系统在执行器故障条件下的容错控制器,并以实际对象参数为例进行了仿真分析.仿真结果表明所设计容错控制器可以实现磁浮列车在故障条件下的稳定悬浮与运行,证明了将基于LMI的被动容错控制策略应用于磁浮列车悬浮控制系统的可行性.     

TCRES：一种实用的容错计算机系统可靠性评价系统

容错计算机系统可靠性评价是目前系统可靠性研究领域的热点问题之一。本文介绍了一种实用的容错计算机系统可靠性评价系统：ＴＣＲＥＳ。它采用七种一般系统可靠性评价方法对六类典型容错计算机系统冗余结构进行可靠性评价。本文讨论了ＴＣＲＥＳ所依据的基本算法、总体结构、设计思路及其使用方式等问题。     

基于FPGA的故障修复演化技术研究

演化硬件的自修复特性能够有效解决电路系统的可修复性故障,但演化硬件存在电路演化速度慢、演化成功率不高的缺陷,如何在修复约束期限内完成电路演化成为关键难点。提出一种基于演化硬件的实时系统容错架构,通过建立故障树实时监测电路故障,利用故障补偿机制维持系统正常运行,并采用演化硬件技术修复电路故障,实现故障的在线实时修复。采用FPGA构建容错系统测试环境,通过随机故障注入对比验证不同演化算法的自修复能力,实验结果表明,在实时性约束下故障电路的修复率达到95%,有效提升了系统的稳定性和可靠性。     

Fault‐Tolerant Control for Flutter of Airfoil Subject to Input Saturation

In this paper, a fault tolerant control is studied for a two‐dimensional airfoil with input saturation and actuator fault. The dynamic equation of airfoil flutter is firstly established, in which the cubic hard spring nonlinearity of pitch stiffness is considered. Then, an adaptive sliding mode fault tolerant control is derived by using an on‐line updating law to estimate the bound of the actuator fault such that no information about the fault is needed. Furthermore, an auxiliary design system is introduced to resolve actuator saturation in control. Next, Lyapunov stability analysis is carried out to prove that the system is asymptotically stable. Finally, the effectiveness of the proposed controller is verified through numerical simulations. Simulation results indicate that the adaptive sliding mode fault tolerant controller is effective in suppressing airfoil flutter under partial loss of actuator effectiveness performance and input saturation.