基于Markov過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)冗余技術(shù)研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文基于MarkoV過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)冗余技術(shù)研究ResearchofRedundancyTechnologyinNetworkControlSystemBasedonMarkovProcess學(xué)號(hào)：21109153大連理工大學(xué)DalianU11iVersityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要冗余作為提高系統(tǒng)可靠性的一種技術(shù)手段，通過(guò)改進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)在控制器等失效情況下，重構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并采用空閑備份模塊代替

2、失效部件保證系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，恢復(fù)其控制功能。采用冗余設(shè)計(jì)的根本原因在于單部件的性能與可靠性是有限的，用部件組團(tuán)代替單個(gè)部件可以提升系統(tǒng)的性能和可靠性，確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行不會(huì)因單一部件故障而停止，同時(shí)故障離線修復(fù)也不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。為提高控制系統(tǒng)可靠性研究了主從網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，開發(fā)了基于主從網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的混合雙冗余技術(shù)?；诰W(wǎng)絡(luò)冗余和設(shè)備冗余，分析了控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議與系統(tǒng)運(yùn)行控制。采用一種主從網(wǎng)絡(luò)的熱切換方法，在設(shè)備故障

3、或通信失效時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)故障自檢功能查找故障原因，采用故障自動(dòng)切換策略選擇相對(duì)穩(wěn)定的設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障自恢復(fù)。通過(guò)資源同步技術(shù)確保工作設(shè)備與備份設(shè)備內(nèi)部資源一致，實(shí)現(xiàn)了控制器角色的無(wú)擾切換，保證切換之后系統(tǒng)能按原有的控制過(guò)程持續(xù)運(yùn)行。針對(duì)實(shí)際可靠性問(wèn)題，結(jié)合馬爾可夫過(guò)程理論推導(dǎo)了可靠性分析公式，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)備故障切換過(guò)程，以系統(tǒng)高可靠性為目標(biāo)，建立基于馬爾可夫過(guò)程的混合冗余系統(tǒng)設(shè)備故障模型，通過(guò)創(chuàng)建狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣求解微分方

4、程，分析了設(shè)備參數(shù)對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響，為項(xiàng)目的建設(shè)和裝置的技術(shù)改造提供了理論依據(jù)。另一方面，建立網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的雙冗余工作狀態(tài)切換模型，通過(guò)與無(wú)冗余功能系統(tǒng)模型作對(duì)比，得出混合冗余系統(tǒng)的可靠度提高了7359％，驗(yàn)證了冗余措施能大大地提高系統(tǒng)工作的可靠性。設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)實(shí)例對(duì)混合冗余實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證，采取插入式故障測(cè)試記錄了主從系統(tǒng)熱切換的時(shí)間和啟動(dòng)過(guò)程各個(gè)階段耗時(shí)比例，對(duì)系統(tǒng)故障恢復(fù)過(guò)程進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混合冗余機(jī)制能使系統(tǒng)在部分