基于切换与容错的舞台吊杆系统控制方法研究

针对舞台表演中所有调速吊杆并非同时动作及驱动变频器可能发生故障的现象,为降低系统成本,提升系统运行过程中的安全可靠性,构建了一种基于自身硬冗余的舞台调速吊杆变频器切换支援与故障容错控制方案。首先,给出变频器个数及其本组和支援的分类规则用以构成双冗余关系;其次,利用变频器自诊断功能判决是否发生故障,无故障时由硬件选路板切换机制可实现任意切换,而当故障发生时,则通过切换至正常闲置变频器来支援故障变频器,从而通过重构系统实现对故障变频器的容错;最后以某一小型剧场的舞台调速吊杆控制系统为例,根据前述思想对正常支援及故障支援的冗余容错控制进行PLC梯形图编程,从而验证其可行性。运行结果表明该方案不仅能使系统中吊杆设备实现变频器正常时较高程度的随意切换,而且能确保故障时的高可靠性能运行,并且很大程度上降低了项目成本。     

TMR计算机系统FT-HIT的冗余管理技术

ＦＴ－ＨＩＴ是自行研制的３模冗余（ＴＭＲ）航天容错计算机系统，系统通过硬件冗余和主要由软件实现容错的冗余管理模式实现系统的容错性能。其冗余管理主要包括：故障检测、故障屏蔽、故障隔离、系统重构与故障恢复等功能     

容错飞控系统中关键技术设计及工程实现

容错技术能够提高飞行控制系统的可靠性及安全性,介绍飞行控制系统三大组成部分(机载计算机、传感器、伺服机构)的容错技术;描述机载计算机的余度的架构、通道同步及交叉链路传输技术、故障检测、仲裁技术,双余度传感器数据选取及伺服机构重构容错;给出了关键技术的硬件电路与软件流程,经过大量的测试及半实物仿真试验,结果表明该飞行控制系统容错方案设计合理可行,在满足航电系统方案的前提下有效地保证了控制系统的可靠性与容错能力.     

双时滞系统的故障诊断和动态最优容错控制

对含有状态时滞和控制时滞的线性时滞系统, 研究系统发生不可直接测量的传感器故障和执行故障时的故障诊断和最优容错控制问题. 首先基于时滞系统的线性变换, 利用Riccati矩阵方程和Sylvester方程设计了故障情况下的最优容错控制律, 并证明了最优容错控制律的存在唯一性. 然后通过构造一种新的含有故障的增广系统的降维状态观测器, 实现了故障的实时在线诊断和系统状态的观测, 解决了最优容错控制的物理不可实现问题. 最后利用故障诊断的结果给出了物理可实现的动态最优容错控制律. 仿真实例验证了故障诊断方法和动态最优容错控制方法的可行性和有效性.     

TMR计算机系统FT—HIT的冗余管理技术

ＴＦ－ＨＩＴ是自行研制的３模冗余航天容错计算机系统，系统通过件冗余和主要由软件现容错的冗余管理模式实现系统的容错性能。其冗余管理主要包括：故障检测，故障并蔽 故障隔离等重构与故障恢复等功能。     

工业设备故障容错控制及其实现

本文根据工业设备的故障特点，提出了根据检测的故障信息，利用综合冗余和补偿技术对其故障进行容错控制的设计方法。文中着重介绍了工业设备故障容错控制系统的结构原理，并对其实现问题进行了分析和讨论，文末给出了一个工程实例。     

大功率煤电装备双绕组WFSMs系统容错运行方法

为了保证大功率矿山装备故障状态下的安全、可靠运行,提出一种大功率煤电装备双绕组电励磁同步电动机系统容错运行方法。首先,建立两相旋转坐标系下的双绕组WFSMs数学模型,选取气隙磁链为矢量控制主磁场,建立自切换电压、电流模型的混合气隙磁链观测器;在此基础上,基于主、从并联驱动机制完成双WFSMs矢量控制系统设计,并指出故障状态下WFSMs系统模型之间的变化关系,进而引入主动电流修正机制实现双绕组WFSMs容错运行。最后,2.5 MW双绕组WFSMs矿井提升机工业现场测试结果表明,所提方法在保证WFSMs驱动系统动、稳态性能的同时,可实现系统在故障状态下的容错运行。     

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.     

深海底集矿机传感器故障容错方法研究

针对深海环境的特殊性,对集矿机传感器容错方法进行了研究;利用双传感器冗余策略,同时把加权融合算法和灰色预测模型结合起来,构建一个基于混合冗余的传感器容错系统,用于集矿机传感器故障的检测、分离和容错,保证了集矿机双传感器在不同时发生故障的情况下系统输出始终有效;仿真结果验证了这一方法的可行性.     

一种针对传感器故障的容错控制方法

传感器故障严重危害系统的可靠性，为此提出了一种针对传感器故障的容错控制方法。该方法以传感器的故障诊断为前提，从传感器功能冗余的定义出发，进行功能冗余分析，并利用调整观测器增益阵参数的办法来实现容错。仿真实验证明了该方法的有效性。     

一种基于Paxos算法的容错机制

针对在普通的硬件和网络环境下实现系统数据的高可用性的目标,设计了一个由两个松耦合的模块组成的容错机制。该机制的核心使用了高效的共识算法Paxos。描述了这一容错机制的架构和主要模块,日志层的实现算法和数据层冗余机制。给出了该机制能够处理的各种故障。实验证明系统的稳定可靠,性能良好。     

采用NOP协议实现三模冗余系统的形式化验证

对于安全关键系统容错是其实现安全性的重要手段,为最小化冗余单元之间的关联性,通常采用分布式冗余系统,典型的是三模冗余系统。为了在分布式环境下,实现基于三模冗余机制的容错系统,提出了一种可靠的广播协议-NOP（Node Order Protocol）,它采用预定义的节点顺序解决共享介质冲突,并且在单一故障模式假设下,实现了有序的、可靠的消息传输服务,并采用基于模型检测的形式化方法进行了容错系统安全性的验证。验证结果显示基于NOP协议构建的三模冗余系统,在单一任意故障模式下,能够正确地进行故障的检测和诊断,并保证所有正常节点保持一致状态,从而保证单一故障节点被掩蔽,实现单一故障的容错能力。     

双离合器自动变速器故障诊断及容错控制

针对双离合器自动变速器的系统组成,应用冗余法、搭建诊断电路法、极值法,制定包括传感器、执行机构、控制器和被控对象在内的故障诊断策略,并开发了车辆行驶状态下的在线综合故障诊断程序.将各故障分为不同等级,提出相应的容错控制方法,使车辆在发生故障时能最大限度地保持继续行驶的能力.最后,对部分典型故障下的双离合器自动变速器起步...     

基于CPLD的控制器冗余切换和通信容错的研究

本文探讨了用CPLD实现控制系统控制装置控制器的热备冗余切换和通信容错,并给出了具有冗余切换和通信容错功能的控制器结构以及冗余切换和通信容错模块的具体实现方法。     

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。     

一类多输入多输出系统的冗余设计

分析了多输入多输出多变量系统在某环节失效时系统的整体性,给出了针对开环传递函数矩阵以及解耦后新对象均为本质稳定对象时系统的冗余设计方法.该方法有效解决了某环节失效后对系统稳定性的影响,实现了复杂系统的容错控制.仿真结果表明,该冗余设计方法可行,能够实现系统的容错控制.     

含控制时滞系统的实时故障诊断和最优容错控制

研究含有控制时滞的线性系统的故障诊断方法和最优容错控制问题.给出了最优容错控制律的存在唯一性条件,提出了最优容错控制律的设计算法.通过构造增广的降维状态观测器,设计了在线诊断故障的故障诊断器并同时实现了系统状态的观测,解决了最优容错控制的物理不可实现问题.利用观测器的输出得到物理可实现的动态最优容错控制律.仿真实例验证了故障诊断方法和动态最优容错控制律的有效性.     

基于服务冗余的SOA系统容错方法研究

Web Service的分布、异构和动态特性使面向服务的软件系统易受网络和软硬件故障影响,导致Web Service不可用,进而使整个SOA系统失效.论文提出一种基于服务冗余的容错体系结构,给出服务域划分规则,并介绍了三种容错策略以及一般的容错过程.     

航空火控计算机的容错技术分析

可靠性是航空火控系统主要指标,而容错技术是提高航空火控系统可靠性的重要途径。本文根据可靠性原理和容错技术,分析了容错技术在火控系统中的应用,并用实际火控系统：飞机军械检测系统、平显自检系统,分别分析了故障检测技术、屏蔽技术和动态冗余技术,最后对火控计算机实现容错式硬件和容错软件进行了分析和研究。     

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。