容錯資源受限下分散式控制系統的協調容錯方法研究

《容錯資源受限下分散式控制系統的協調容錯方法研究》是依託南京理工大學，由張登峰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：容錯資源受限下分散式控制系統的協調容錯方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張登峰
• 依託單位：南京理工大學

項目摘要

現代工業製造過程的規模、複雜度和自動化水平不斷提高，其控制系統大多是由若干個獨立運行的子系統，通過工業現場匯流排或通信網路構成的分散式控制系統。相比傳統的集中式控制，它的各個子系統配置較低的控制資源。同時，傳統容錯控制方法多是基於集中式控制迴路設計，用於上述分散式系統故障容錯的設計時，往往計算複雜，消耗較多控制資源，難以適應這類複雜系統的實際需求。本項目針對上述分散式控制系統中子系統的典型故障，結合協調思想、分散式計算與多目標最佳化等理論，研究容錯資源受限下的主動協調容錯控制理論與方法。主要內容有：分散式系統控制資源的受限性分析；基於容錯規則調度和控制輸入重配置思想的協調容錯控制方法；基於分散式計算的預測控制協調容錯理論與方法；結合典型工程背景，研究上述協調容錯方法的套用技術。以上研究成果對於豐富容錯控制理論的內容，推動其不斷適應實際工程需求，具有重要的科學意義和工程套用價值。

結題摘要

隨著現代工業製造過程的規模、複雜度和自動化水平不斷提高，工業控制系統大多是通過各種現場匯流排或通信網路構成的分散式控制系統。這類控制系統中子系統配置的控制資源較少，冗餘性不足。利用傳統容錯控制理論設計容錯控制器時，計算過程較複雜，消耗控制資源較多，難以適應這類系統的容錯要求。本項目針對分散式控制系統中子系統常見的感測器/執行器等故障，根據協調控制思想、預測最佳化計算與多目標最佳化等理論，研究了幾類典型系統具有容錯資源約束下的協調容錯控制理論與方法。取得的主要研究成果有：基於控制邏輯規則調度的協調容錯控制技術；基於控制分配策略的協調容錯控制方法；基於預測控制思想的協調容錯理論與方法；基於子系統參考輸入實時調節與協同控制理論的協調容錯控制方法。此外，結合典型機電裝備系統關鍵傳動部件的微小故障診斷難題，給出了幾種基於振動信號處理的早期微小故障診斷方法；研究了故障診斷與容錯方法在工程分散式控制系統中的模擬仿真與套用技術。上述研究成果對於豐富容錯控制理論的內容，推動其不斷適應實際工程需求，具有重要的科學意義和工程套用價值。