基于有限状态机的电网多源时空数据的区块链追溯方法研究

电网基础数据类型多、变化关系复杂,地理空间、时间周期跨度大,数据追溯困难,该文提出基于区块链技术的电网多源数据追溯方法。根据电网基础数据时空分布及数据流变动性特点,建立了基于区块链的多源数据追溯架构,研究了数据追溯依赖关系及溯源路径结构。提出了基于有限状态机模型的数据溯源的路径结构分析图,及路径构建算法,研究了多源时空数据区块的平行追溯方式。构建了基于有限状态机溯源路径的电网多源时空数据追溯优化流程,研究了多层次溯源数据区块时空序列关联性。工程实例表明,基于区块链、有限状态机可高效灵活追溯电网基础多源时空数据的完整可信分布序列。

基于有限状态机的次同步振荡在线监测与抑制策略

随着大规模风电接入电网,次同步振荡风险不断提高,现有研究提出的次同步振荡辨识指标不够全面,抑制方法或成本较高,或影响风电场有功输出。针对这一问题,本文对次同步振荡的在线监测方法与抑制措施进行分析,结合次同步振荡的启动门槛、功率振幅门槛、功率周期门槛和振荡次数门槛,提出一种基于有限状态机的次同步振荡在线监测方法及相应的抑制策略。该监测方法根据三相总瞬时功率的变化轨迹辨识次同步振荡的发生,感知次同步振荡的严重程度,并采取分阶段在转子侧变流器q轴、d轴附加阻尼控制器抑制次同步振荡。Simulink仿真结果表明,采取所提策略在不同串补度工况下均能准确辨识并抑制次同步振荡。

基于有限状态机的管道自爬行机器人研制

管道运输是长距离能源运输的重要手段,而管道内检测机器人在管道检测与维护中扮演重要的角色。针对现有管道内检测机器人存在的管道适应能力不足、难以爬升立管等问题,研制了一款可爬立管的管道内自爬行机器人,机械方面,传动齿轮箱与变径机构配合提高了机器人的通过能力。系统硬件方面,多种传感器配合提高了机器人的管道环境感知能力,在此基础上,基于有限状态机理论,提出了机器人管道内自主行进控制方法,机器人物理样机的实验表明:该机器人能够识别并通过长距离油气管道中各种不同的管道结构,对立管有较好的爬升能力,搭载检测设备能够高效的完成管道内检测任务。

基于有限状态机的三维平板织机故障快速诊断方法研究

针对三维平板织机传感器多,生产中传感器输入信号故障时故障诊断对检修人员要求高、诊断时间长等问题,提出了一种快速检测、准确定位的故障诊断方法。在有限状态机(FSM)控制模型上,新增超时报警函数,建立有限状态机诊断模型(FD_FSM),将复杂的并发关系网络转化为易于定位故障的顺序关系网络,构建了快速故障诊断的控制系统框架。通过读取PLC当前状态变量,从结构化编程的PLC源代码中提取对应的状态转换函数,分离显示操作码、操作数和实时值,根据指令执行状态定位输入故障的传感器。三维平板织机的提综开口控制试验表明,该方法能够实时检测故障和快速定位故障,故障恢复时间减少了75%,提升了三维平板织机的生产效率。

融合STPA及有限状态机的ADAS触发条件生成机制

现有高级辅助驾驶系统(Advanced Driver Assistance Systems,ADAS)功能不断增多且系统复杂性不断提高,不可避免带来了预期功能安全(Safety of the Intended Functionality,SOTIF)问题。触发条件的识别与生成是预期功能安全活动中重要的一环,然而现有对触发条件识别仅借助系统过程理论分析方法(System Theoretic Process Analysis,STPA)进行分析,未充分考虑系统功能状态转换中存在的问题。本文以知识驱动的方式构建触发条件识别机制,将STPA及有限状态机(Finite State Machine,FSM)理论融合构建拓展型系统控制结构,针对拓展型控制架构及功能状态转换进行安全分析,根据系统存在的功能局限及人为误用,完成触发条件的识别、生成、规范化描述、分类及标签化。最后将本文提出的触发条件生成机制应用于集成式巡航辅助系统(Integrated Cruise Assistance,ICA),得到了该系统的触发条件及其分类,并将本文所提出的生成机制与现有相关触发条件生成方法进行对比分析,证明了本机制的实用性、可行性及有效性。

基于有限状态机的绝缘子检测机器人越障控制

为提升机器人的越障控制效果,提出基于有限状态机的绝缘子检测机器人越障控制方法。该方法首先对机器人具体结构展开分析,基于分析结果获取机器人控制系统动力学方程;结合有限状态机理论建立机器人越障时的各项参数状态集合,获取机器人越障姿态序列,建立机器人越障控制模型;再根据建立的越障控制目标函数,结合B样条曲线跟踪方法对模型实施求解,获取模型最佳越障路径规划结果,实现绝缘子检测机器人的越障控制。实验结果表明,使用该方法开展机器人越障控制时,控制方法的控制性能高、控制效果好。

基于有限状态机的光储一体化能量管理系统

此处基于有限状态机(FSM)理论,根据光伏单元、电池单元和负载的运行状态以及峰谷电时段,研究了一种适用于光储一体化系统(PV-ESS)多模式运行的能量管理系统(EMS),并给出了PV-ESS的控制结构、工作模式以及FSM的设计实例。最后通过Matlab/Simulink仿真以及PV-ESS平台实验验证了EMS的有效性。

基于有限状态机的新型配电网多流融合仿真引擎

新型配电网具有多源化、数字化、信息化、柔性化及互动化的特点,其所涉及的信息系统和物理系统紧密耦合、复杂多变,对常规配电系统的规划、运行仿真分析提出了挑战。为解决上述问题,针对配电网能量流、信息流、业务流和控制流的融合特性,提出一种基于有限状态机的新型配电网多流融合仿真引擎,构建了基于实时快速仿真的融合仿真架构,设计了物理层、上位机、实时仿真层之间的状态互动控制方案,以及各层内部的状态控制转换策略,并以新型配电网故障重构应用场景为例,接入融合仿真引擎,优选最佳故障重构路径,并与传统优化模型进行了对比。算例仿真结果表明:所设计的方案能够有效结合新型配电网控制系统,通过通信和控制实现新型配电系统的故障定位与优化重构,为新型配电网的数模混合仿真、业务场景复现与优化运行提供技术支撑。

基于有限状态机的航天器异常检测专家系统知识获取方法

面向航天器异常检测专家系统知识快速、准确获取需求,提出一种基于有限状态机(FSM)原理的“数据驱动+领域知识”融合获取方法。首先基于数据库中遥控指令、遥测参数、正常值范围等结构化数据,建立状态集、输入集、输出集;其次,将设备工况变化看作状态变量,以遥控指令、注入等事件为输入信号,建立遥测变化与状态迁移的映射关系,将“知识生成”问题转化为对状态转移函数的求解过程;最后,利用历史测试数据驱动有限状态机的状态转移求解模型,将得到状态转移函数集,生成可运行的知识。以中国空间站测控分系统遥测为例进行方法实验,实验结果表明,所提方法获取的异常检测知识可解释性强,且具有较强工程可用性,可为后续卫星工程任务检测知识获取提供参考。

基于有限状态机的数字化加工单元管控系统研究与应用

针对加工单元在数字化管控方面存在的设备管控与采集难、数字化程度低、系统响应慢等问题,以航天企业某单元为研究对象,分析单元业务流程,提出一种静态基础数据与动态业务数据分离的单元互联互通信息架构,构建面向硬件设备的数据通信模块,以实现多源异构设备的实时采集与封装。从响应式系统设计角度,引入有限状态机开展生产调度控制策略研究,分别以机器人和工件作为调度对象进行行为建模,结合面向对象方法,设计基于事件驱动的状态机程序结构。在此基础上,通过.NET相关技术,开发了面向单元全流程数字化管控的系统软件,并在生产现场验证了其有效性与可靠性。

基于扩展有限状态机测试中测试输入数据自动选取的研究

扩展有限状态机 (EFSM )模型是有限状态机 (FSM )模型的一个扩展 ,它在FSM模型的基础上增加了变量、操作以及状态迁移的前置条件 ,通过EFSM我们可以更加精确地刻画软件系统的动态行为 .基于EFSM的测试可以应用到许多领域 ,因此具有重要的研究价值和实际意义 .许多研究人员已经提出了基于FSM测试的测试输入序列的构造方法 ,但基于EFSM的测试与FSM相比由于变量和状态迁移的前置条件的引入 ,增加了构造其测试输入的复杂性 .我们认为基于EFSM测试的测试输入应该包含两个部分 :即测试输入序列以及该输入序列上包含的输入变量的确定值 (测试输入数据 ) .手工选取这些测试数据的工作十分繁琐 ,极大地增加了测试的花费 ,因此自动选取这些测试数据可以大大提高实际测试工作的效率 .该文提出一种基于EFSM测试的测试数据自动选取方法 ,该方法利用两个关键的步骤 :①区间削减和②分段梯度最优下降算法来自动选取测试数据 .实验表明利用该方法可以自动选取大部分的测试数据 ,并且收敛速度较快 ;在某些无法得到确定解的情况下 ,区间削减也可以为测试人员提供一个较小的输入变量取值区间 ,方便了测试人员从中手工选择测试数据 .

基于有限状态机的煤矿辅助运输转载自动化控制分析

为了提高辅助运输转载的自动化控制效果,提高运输能力,本文提出了关于有限状态机下的一种煤矿辅助运输转载自动化控制设计方案,通过对煤矿辅助运输系统工作原理以及框架设计的阐述,在结合有限状态机模型构建的基础上,对具体设计要点进行概括总结,最后通过机械臂抓取实验进行测试验证,实验结果表明,机械臂平均成功率在85%以上,具有良好的稳定性与准确性。

基于扩展有限状态机测试序列生成方法研究

扩展有限状态机是对有限状态机的扩展,由于引入了变量、状态迁移的前置条件以及状态迁移所引起的操作,它的测试序列存在可执行性问题。讨论了基于扩展有限状态机的测试序列生成方法的主要特点及局限性,指出了有待进一步研究的若干问题。

非确定部分有限状态机的一种新的一致性关系及其测试

在系统实际测试过程中,发现非确定部分有限状态机的模型可以方便地描述和刻画许多系统的逻辑行为.但在这种模型下,状态机并非完全接受所有的输入序列,且在某些输入序列上会产生不确定的输出序列,所以,经典的完全确定有限状态机的一致性定义,即被测实现和协议规范等价,不适用于非确定部分有限状态机.本文引入了一种新的一致性定义,并在非确定部分有限状态机下,给出了该一致性定义下完备的测试序列生成方法.

非完全确定有限状态机最小闭覆盖的有效算法

有限状态机(FSM)综合中,状态化简对减少电路的复杂度是非常重要的,由于EDA综合系统的发展和需要,要求能够有效地对较大规模的FSM最小化,对于完全确定的有限状态的已有较好的算法,而非完全确定的有限状态机的最小化的问题一直是个难题。利用生成序列、动态构造搜索树、修剪、启发式深度搜索和分支限界等方法,提出了一种有效的求解非完全确定有限状态机的状态最小化算法,减少了搜索的空间,提高求解速度。

有限状态机在开放式数控系统中的应用

为了克服传统编程模式开发的控制程序可移植性差、维护困难等缺点,研究了采用FSM开发CNC系统软件的方法.介绍了FSM的基本原理并提出了对复杂系统采用层级式FSM建模的方案;分析了开放式CNC系统的主要软件模块构成,并简要描述了主要软件模块的FSM行为模型;介绍了基于FSM的系统重构机理,使用FSM可以实现软件单元的功能定义和控制逻辑分离,提高系统重构的柔性;基于FSM的系统重构机理,研究了在系统中扩充自适应调节进给速度功能的方法.

机床控制流程的一种有限状态机表达方法

面向过程的 IEC- 1131- 3规范已难以满足机床控制流程表达新的应用需求 ,为了更好地支持控制器开放式体系结构设计和面向对象系统实现技术 ,我们扩展了有限状态机的基本概念 ,提出了一种机床控制流程表达的分层式有限状态机 (FSM)方法 .本文首先对分层式 FSM的组织方法、特性、形式定义等进行了详细讨论 ;为了进一步阐明这种方法的表达特性 ,我们介绍了一种分层式 FSM表达的机床控制器总体结构 ,并讨论了这种结构下的开放性设计表达和系统实现等相关问题 .

有限状态机的一种实现框架

有限状态机(FSM)是对反应式系统建模的一种强大工具.虽然一些高级特征和可视化状态图的引入,使FSM的表达能力更强,但是其实现往往存在复用性差,维护困难等问题.传统的FSM实现模式,如结构化方法和State模式,由于软件结构简单,与状态图不能有效匹配,难以解决这些问题.通过引入良好的数据结构和事件触发机制,提出了一种面向对象的高度结构化的FSM实现框架,并给出了事件触发转换的调度算法.新框架清晰地表达了FSM中的所有主要元素及它们之间的关系,并将行为部分与结构部分相分离,不仅改善了软件的灵活性和重用性,而且提高了系统的健壮性与可维护性.

基于Verilog的有限状态机设计与优化

研究了不同的状态机编码(二进制、格雷码、独热码)和不同的状态机描述方式(one always,two always,three always)的优点和缺点,并分析了他们对有限状态机性能的影响.分别使用XilinxISE和Design Compiler对一个实例进行了综合,分析了其面积、速度和功耗的信息.结果表明,one always的写法需要被摒弃;two always的编码风格适合Moore型状态机;而three always的编码风格适合Mealy型状态机.同时也给出了适合不同设计的最优状态编码.

基于有限状态机的智能车辆交叉口行为预测与控制

提出一种智能车辆交叉口行为预测与控制方法.建立交叉口车辆行为预测的有限状态机(FSM)模型,对交叉口其他车辆的行为进行预测.构建应用于智能车辆的混合状态系统,引入有限状态机模型,结合智能车辆交叉口安全条件运行规则,实现智能车辆离散状态分析及车辆控制.运用PreScan和Simulink/Stateflow实现交叉口联合仿真.结果表明,该方法可以使智能车辆安全地通过有其他车辆通行的交叉路口.