一种基于DeviceNet总线的嵌入式控制器双机热备系统

通过双机间的心跳通信,为基于DeviceNet现场总线的嵌入式控制器构建一个双机热备系统.文中详细阐述了控制器的双机热备策略,并对双机热备中的身份识别、备用机切入、双机扫描周期的同步、故障机切出和双机间通信做了详细介绍,最后对热备份软件进行了任务划分,给出了各任务的协同关系.实验测试中,双机运行稳定,能够发现故障快速实现双机切换,故障机恢复后能够重新切入组成双机系统.     

自来水行业集散型控制系统的可靠性技术及性能分析

介绍了采用可靠性冗余设计技术来提高自来水给水集散型控制系统可靠性的方法,详细介绍了控制系统中冗余技术设计方案、整体结构的分析、主控机双机热备的设计方案以及PLC双机热备系统的实现.     

实时数据库系统双机热备机制设计与实现

双机热备计算机系统可实现高任务可靠性,广泛应用于电力系统.针对实时数据库系统提出了一种新颖的双机热备设计技术,基于系统及资源状态检测与监控、双机状态一致性同步、网络通信协议、主备切换机制、数据镜像服务等关键技术实现了模块设计.主控模块对主备服务器工作状态进行仲裁与检测,网络通信模块检测服务器故障,切换控制模块实时响应服务器故障进行切换,配置模块对双机信息进行设置,保证了系统高可靠性持续运行.     

基于双机热备的控制计算机系统研究与实现

可靠性是控制计算机系统的重要性能之一,它已经在很多应用领域成为衡量系统质量的一个重要指标。双机热备是提高系统可靠性的有效方法之一,介绍了双机热备的概念,研究对比了单机与双机热备系统的可靠性,给出了系统组成、工作原理及实现双机热备系统的关键技术。基于双机热备的控制计算机系统已经投入使用,在应用过程中效果良好。     

发射机主备机自动切换系统设计

本文主要研究设计了一种发射机主备机切换系统。通过调频发射,实现主备机的自动切换,最多可实现同时控制6台调频发射主机、备机之间任意切换,并实现在切换过程中主机、备机之间的冗余备份工作。通过实验测试表明,运行过程中,该切换系统具有稳定可靠、功能完善、安全度高等特点。     

监控主机双机热备系统的开发应用

针对开滦集团煤矿安全监控系统中的双机切换、数据安全性、短消息发送等问题,提出了一种监控主机双机热备系统的设计方案。该系统采用双机热备设计,使煤矿安全监控系统的监控主机出现故障时能够在规定的时间内自动切换;使用共享的磁盘阵列,充分保证数据的高可靠性并实现了历史数据共享功能;采取虚拟IP地址映射技术,实现短信专用计算机与2台监控主机之间的网络自动切换。实际应用结果验证了该系统的有效性和可靠性。     

故障监测技术在PXI热备冗余测控系统中的应用

文章介绍了一种利用自检测和互监测方法保证故障监测覆盖率和虚警率,适用于双机热备冗余系统的故障监测技术,主要论述了系统的总体结构,讨论了实现系统主从机状态高速自动切换的关键技术,并重点阐述了在PXI热备冗余测控系统中采用的各种故障监测手段,最终实现了在非实时操作系统下热备冗余系统主从机状态的高速自动切换,提高了测试设备自身的可靠性,保证了测试数据的正确性,有效解决了多种场合下地面测控系统要求长时间不间断可靠工作的难题。     

基于数据库导出导入功能的煤矿双机热备系统

针对中小煤矿应用的双机热备需求,提出了一种基于数据库导出导入功能的纯软件形式的煤矿双机热备系统实现方案,详细介绍了系统的同步策略、网络传输及实现流程,并阐述了双机热备的任务切换和上层应用的透明访问等功能及流程。该方案具有效率高、容错性好、部署简单和运行稳定等特点,可满足煤炭行业对双机热备系统的通用技术要求。     

化学水处理PLC监控系统的设计与实现

介绍了可编程序控制器（ＰＬＣ）在化学水处理监控系统中的应用。该系统在硬件结构上采用上位机双机监控,下位机ＰＬＣ双机热备的二级监控形式,并着重讨论了本系统的特色之处－下位机ＰＬＣ双机热备的软件实现。实践表明：该系统能够有效地实现对化学水处理过程的自动监控,安全可靠,自动化程度高。     

基于LabVIEW DSC的双机热备的通用实现

介绍了一种基于LabVIEW DSC开发环境的监控软件双机热备功能的通用实现方案.利用UDP协议、事件驱动机制和状态机,使双机互相监测对方状态,并根据状态完成双机监控程序控制权限的切换,从而实现监控软件的双机冗余热备的功能.     

双机热备容错逻辑控制电路设计与仿真

针对传统数字电路系统冗余设计复杂、切换时间长、实现电路体积大等问题,提出一种双机热备容错逻辑控制电路的设计方案.使用VHDL语言设计、一片CPLD芯片实现工作微处理器系统的故障检测与主、备微处理器系统的实时切换等时序控制功能.时序仿真结果表明,该电路判断故障成功率高,切换时间短,可以满足强实时性嵌入式系统的双机热备冗余设计.在高可靠性的微机保护系统等应用场合,该硬件冗余设计方案具有工程设计指导意义.     

Feedback stabilization of linear systems with multiple controllers via bumpless transfer inputs and combined switching

For a linear system with multiple controllers, we address the problem of stabilization by means of bumpless transfer inputs and combined switching. The main idea is to design combined switching signals consisting of both state‐feedback logic and time‐driven mechanism. The discontinuities of the control signal during controller switching is compensated over the dwell time intervals, and the compensator is designed so that switching signal keeps unchanged. The state trajectories of the compensated system are proved to be bounded and convergent. A numerical example is presented to verify the effectiveness of the proposed scheme.     

一种高可靠的运载火箭测发控设备

为满足运载火箭对测发控设备的通用化及高可靠的要求,对运载火箭测发控设备的设计方案进行了研究;整体设备采用通用机箱加标准化模块的设计思路,背板采用自定义的机内接口,基于业务信息和管理信息异构的设计思想,通过背板上冗余的CAN总线及RS485总线实现业务和管理信息的分离,以及管理总线对业务总线的异构备份,机箱及标准化模块通过读取背板信息确认当前插槽及模块类型,实现模块的灵活布置,采用模块热备和总线热备两级热备方案,以及自定义的内部通信协议,经过测试实现了测发控设备在各类故障模式下的正常工作,冗余切换延时小于500 ms,该设备已于某新型低温液体运载火箭上成功应用,经过实际应用满足运载火箭测发控系统的要求,后续可应用于其他运载火箭的相关领域。     

基于FPGA的双机热备外设容错系统仿真设计

针对传统的继电保护冗余系统缺乏对敏感外设容错处理、切换速度慢等问题,提出了基于FPGA的双机热备外设容错系统。该系统由FPGA控制器、DSP控制器、双A/D模块、双继电器模块等外设组成,FPGA控制器完成双机外设模块的故障检测、双机实时切换,为DSP控制器提供A/D实时采样数据、继电器信号接口,DSP控制器对采样数据进行计算与分析,产生继电保护信号,FPGA控制器和DSP控制器通过"心跳"信号互相检测。FPGA控制器时序仿真波形表明:双机外设模块可以实现周期故障自检、双机快速切换。     

消防泵联锁控制系统的设计与实现

本文采用PLC,对消防泵的主、备用切换装置联锁控制系统,进行了改造设计与实现,并对其中的关键设计思想和程序实现方法作了论述。同时,对信号处理和实现过程的注意事项进行了详细的讨论。     

安全强化学习算法及其在CPS智能控制中的应用

信息物理系统(cyber-physicalsystem,CPS)的安全控制器设计是一个热门研究方向,现有基于形式化方法的安全控制器设计存在过度依赖模型、可扩展性差等问题.基于深度强化学习的智能控制可处理高维非线性复杂系统和不确定性系统,正成为非常有前景的CPS控制技术,但是缺乏对安全性的保障.针对强化学习控制在安全性方面的不足,围绕一个工业油泵控制系统典型案例,开展安全强化学习算法和智能控制应用研究.首先,形式化了工业油泵控制的安全强化学习问题,搭建了工业油泵仿真环境;随后,通过设计输出层结构和激活函数,构造了神经网络形式的油泵控制器,使得油泵开关时间的线性不等式约束得到满足;最后,为了更好地权衡安全性和最优性控制目标,基于增广拉格朗日乘子法设计实现了新型安全强化学习算法.在工业油泵案例上的对比实验表明,该算法生成的控制器在安全性和最优性上均超越了现有同类算法.在进一步评估中,所生成神经网络控制器以90%的概率通过了严格形式化验证;同时,与理论最优控制器相比实现了低至2%的最优目标值损失.所提方法有望推广至更多应用场景,实例研究的方案有望为安全智能控制和形式化验证领域其他学者提供借鉴.     

任意相对阶下非线性切换系统的事件触发漏斗控制

针对一类具有任意相对阶且带有部分非输入到状态稳定逆动态的非线性切换系统, 提出一种动态事件触 发漏斗跟踪控制方案. 首先, 引入一个虚拟输出将任意相对阶的非线性切换系统转换为相对阶为一的非线性切换系 统. 其次, 设计各子系统的事件触发漏斗控制器和切换的动态事件触发机制, 解决候选事件触发漏斗控制器和子系 统之间的异步切换问题, 所提方案消除已有文献中为所有子系统设计共同控制器带来的保守性. 在一类具有平均驻 留时间切换信号的作用下, 保证切换闭环系统的所有信号都是有界的, 且跟踪误差一直在预设的漏斗内演化, 并排 除采样中的奇诺现象. 最后, 一个仿真例子验证方案的实用性和有效性.     

Supervisory fault tolerant control for a class of uncertain nonlinear systems

This paper focuses on the design of a unique scheme that simultaneously performs fault isolation and fault tolerant control for a class of uncertain nonlinear systems with faults ranging over a finite cover. The proposed framework relies on a supervisory switching among a family of pre-computed candidate controllers without any additional model or filter. The states are ensured to be bounded during the switching delay, which ends when the correct stabilizing controller has been selected. Simulation results about a flexible joint robotic example illustrate the efficiency of the proposed method.     

工业控制系统VPN网关的双机热备功能设计

随着网络技术的快速发展,远程安全通讯的需求日益强烈,针对工业控制系统而言,安全可靠的远程通信是工业控制系统正常稳定运行的前提。VPN技术是实现远程安全通信的有效解决方案,其基于对称密码算法实现数据的高速加密,基于非对称密码算法实现通信实体的身份认证以及数字签名,有效实现了远程通信数据的机密性保护和完整性保护。随着业务系统可靠性需求的提升,VPN网关双机热备功能成为远程通信需要重点解决的问题,针对工业控制系统VPN网关的双机热备功能进行了设计,首先讨论了工业控制系统VPN网关的部署架构,其次详细设计了VPN网关的双机热备各软件功能模块,实际应用证明,VPN网关的双机热备设计可以有效提高网络链路的可靠性,有效保障企业业务系统的可用性。