基于CAN总线的容错冗余技术研究

CAN总线网络的可靠性历来是CAN总线网络设计时需要考虑的一项重要指标;CAN协议本身具有容错控制的功能,但是当网络信息负载较大时,网络容易出错,且CAN总线网络排除永久性故障的能力较差,不能满足对实时性和可靠性要求较高的网络需求;为了提高总线网络工作的可靠性,实现对CAN总线网络的实时控制,在传统冗余技术的基础上提出一种新型的CAN总线容错冗余技术;实验结果表明这种新型的CAN总线冗余技术在总线信息负荷较少的情况下能达到预期的效果。

基于容错冗余技术的CAN-Bus通信故障诊断

通过分析2种不同类型的CAN-Bus网络的通信故障,提出了2种检测网络硬故障的方法,通过基于冗余容错技术的CAN-Bus测试平台验证了该方法的可行性,最后指出了该实验方法可以对CAN-Bus通信硬故障进行实时检测,并有效提高CAN-Bus网络的可靠性。

容错冗余技术监控抽水蓄能电站电能计量误差

针对当前电能计量误差监控存在准确性差的问题,采用容错冗余技术监控水电站电能计量误差。引入双机容错冗余转换逻辑监控系统,系统主机选择2台工业控制机,通过检测与切换逻辑部件实现主机间切换。当主机CPU控制机总线的各个模板运行正常时,则工作主机CPU利用并行串口将正常信息传输至备用机。若工作主机出现故障,则切换逻辑电路控制工作主机退出系统工作,此时备用机替代工作主机运行;以此实现容错冗余技术,保证电能计量准确性。系统的运行基于现场信息数据采集,利用接入模拟电能表脉冲信号,计算被测电表误差。试验结果表明,应用容错冗余技术的水电站电能计量误差监控方法可使数据丢包率控制在2%以下,正常接收数据的概率在98%以上,有效提高了监控的准确率,可靠性高,并给出相关电能计量问题对策。

液体火箭发动机故障诊断系统冗余容错技术研究综述

综述了液体火箭发动机故障诊断系统冗余容错技术研究,介绍了液体火箭发动机故障诊断系统在航天任务中的重要性及其不断发展的需求,强调了高可靠性和安全性对于航天任务成功的关键作用,详细分析了当前国内外在这一领域的研究现状,展示了不同国家和研究机构在故障诊断系统冗余容错技术方面的最新进展和具体应用实例,阐述了冗余容错技术对于火箭发动机故障诊断系统的重要性并探讨了该技术的发展历程、关键技术及当前研究成果;通过对比几种经典冗余容错手段,指出各冗余结构对于火箭发动机故障诊断系统的可行性与优缺点,详细介绍了发动机故障诊断系统的双机热备实现方案,为相关研究者提供参考依据;从理论基础到实际应用,从当前研究遇到的技术挑战再到未来发展方向的展望,为液体火箭发动机故障诊断系统冗余容错技术的研究提供了全面的综述和分析。

基于三取二冗余容错架构的数字逻辑单元设计

针对新一代轨道车辆控制系统的高可靠、高安全、高冗余、高集成等要求,为了使车载计算机在复杂运行环境下快速、准确、高效地完成网络传输、数据计算和输出控制,设计了基于三取二冗余容错架构的数字逻辑单元(DLU),并在软件的配合下实现了对车辆关键控制电路的安全服役功能。该控制单元采用三取二冗余控制策略。程序采用抢占式多任务实时操作的控制逻辑。系统采用电源模块、信号采集模块、信号输出模块和处理器模块并行启动和运算电路。输出采用具有自反馈校正的同步校验信号机制。通过可用性和安全性这两个方面的综合对比分析,验证了三取二架构DLU在正常运行下基本功能的实现和在失效模式下对系统运行保护的冗余切换功能。在发生单个或多个故障时,三取二架构不仅确保了系统控制的完整性和可靠性,而且最大限度保障了系统资源的可用性。该设计为DLU在车辆的实际应用中提供了利用率高和满足高安全等级的可行设计方案。

模块化多电平换流器子模块故障冗余容错控制策略

阐述了模块化多电平换流器(MMC)子模块故障类型,包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块故障、直流电容故障和控制信号故障。分析比较了3种子模块冗余容错方案的优缺点,选择采用对MMC影响较小的子模块热备用的冗余容错方案。该方案的缺点是MMC运行于不对称状态,导致MMC直流电流出现波动。为此,在推导MMC冗余运行状态的基本数学模型、得出桥臂能量数学表达式的基础上,提出了基于桥臂能量平衡的冗余容错控制策略来抑制直流电流的波动。在时域仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了61电平MMC模型,仿真结果验证了提出的冗余容错控制策略的有效性。

中压大容量三重化三电平直流变换器冗余容错控制

三重化三电平直流变换器适用于高压直流输入、大电流直流输出的应用场合,其多模块交错并联组合的特点可有效提高系统工作的可靠性。为了切实体现这一优点,需实现该系统的冗余容错运行。首先从理论上分析交错角对系统冗余容错运行的影响,计算得到交错角的最佳值;继而提出一种电压电流双闭环PI控制加实时调节交错角的冗余容错控制策略,该控制策略依托于变换器的光纤环网通信分布式控制系统,保证了各模块的对等独立和功率均分,实现了变换器的冗余容错运行。最后通过一台MW级样机验证了所提控制策略的正确性和有效性。

基于冗余容错技术的轨道运输监控终端的设计

文章研究和设计了一种基于8位Freescale单片机、系统供电和隔离供电相结合、现场总线技术和串行通信技术一体化的本质安全型轨道运输监控终端。该终端采用基于冗余容错的设计方法,实现了对轨道道岔的状态采集和转动控制、故障检测和报警,并将信息上报地面监控中心。现场实验表明,该监控终端工作稳定,具有较好的实时性和可靠性。

三微机混合冗余容错模式及其在水轮机调速器中的应用

容错是数字系统的存在属性。为了进一步提高工业过程微机控制系统的可靠性，在综合动态冗余容错技术和静态冗余容错技术的基础上，提出了一种三微机混合冗余容错模式：在统级硬件冗余的条件下，通过机内信息流划分和机间信息交流，部分实现功能单元级冗余容错，而且应用智能技术将三模表决机制发展为检测、表决和切换相综合的策略，使系统既可三模运行，亦可双模或单模运行。该系统模式已被成功地应用于水轮机调速器。

MMC-HVDC系统冗余容错模型预测控制

当模块化多电平换流器柔性直流(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)输电系统子模块发生故障时,上、下桥臂处于不对称运行状态,此时会导致上、下桥臂子模块输出电压之和不均衡,造成换流器内部环流不仅含有二倍频负序分量,还增加了基频分量,导致直流侧电流波动。基于MMC桥臂子模块不对称运行时平均开关函数,阐述了上下桥臂子模块数目不对称运行时子模块数量不对称所在相上、下桥臂子模块输出电压之和,以及桥臂电流基频分量与桥臂正常运行子模块数量、环流直流分量和二倍频分量之间的关系。提出一种MMC-HVDC系统冗余容错模型预测控制策略,在实现交流电流跟踪、子模块电容电压均衡的同时,可以实现故障时对环流基频和二倍频成分的抑制,使正常运行子模块电压维持在给定值附近,维持直流侧电流稳定。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

巨型机组工业微机励磁调节器多通道混合冗余容错技术的研究

为满足三峡巨型发电机励磁调节控制的要求，成功地研制了一种高可靠智能型工业微机励磁调节器。硬件上该调节器以32位工业微机为基本单元，应用综合动态冗余容错技术和静态冗余容错技术的混合冗余容错原理：采用多通道并联冗余容错系统结构，在通道级硬件冗余的条件下，通过机内信息流划分和机间信息交流，部分实现功能单元级冗余容错，而且应用智能技术将三模表决机制发展为检测、表决和切换相综合的策略，使系统既可多模运行，亦可双模或单模运行。

TDC3000三重化冗余容错集成控制系统在重油催化装置的应用

介绍了TDC3000三重化冗余容错集成控制系统在压缩机机组控制系统方面的应用,该系统利用主从处理器、信号输入模块到信号输出及中间处理过程完全三重化冗余的硬件,且利用PLC编程技术进行软件编程,实现对压缩机机组的集中统一控制,包括机组的调速、防喘振、速度与防喘振控制之间的解耦控制及压缩机组的停车联锁等。该系统在玉门炼油厂重油催化装置主风机及烟机控制方面获得了成功应用,取得了显著的经济效益。

三机冗余容错系统的描述和验证

使用XYZ/E描述和验证三机冗余容错系统.考虑每台计算机加载了一个不断向外界环境输出数据的确定性顺序程序P,用XYZ/E程序SingleProcessorP刻画程序P在单机上运行,用时序逻辑式SpecP刻画P向外部环境输出的数据所满足的性质.最后证明,采用三机冗余模式所得到的程序TripleProcessorsP即使在出现硬件错误的情况下运行,也能满足性质SpecP.

基于冗余容错技术的高炉鼓风机自动化特护系统

通过采用冗余容错、冷风保安拨风子系统、风机特殊仪表自适应性、动态实时监控和跟踪等技术对运行的风机机组自控系统进行优化改造,建立了高炉鼓风机自动化特护系统,提高了整个自控系统的稳定性和可靠性。

基于冗余容错技术的潜射导弹火工系统

分析了潜射导弹中火工系统的特点,阐述了冗余容错技术在整流罩分离、火工装置测试、安全自毁等火工系统中的应用,指出了应用中存在的问题及努力的方向。

三模冗余容错计算机通讯系统的设计与实现

介绍了对于通讯系统的三模冗余计算机系统的设计方法。

三重化冗余容错控制系统在乙烯裂解炉中的应用

乙烯裂解炉是整个乙烯装置的核心,控制逻辑很复杂,其安全可靠非常重要,对控制系统的可靠性要求很高。介绍了Triconex三重化冗余容错ESD在6kt/a乙烯裂解炉开车和停车逻辑的应用,以及ESD软硬件配置,联锁逻辑的实施。

发明解读——一种开关磁阻电机无位置传感器低速起动冗余容错控制方法及应用

位置信号是开关磁阻电机高性能控制的基本条件,传统的位置传感器受限于温度、油污等环境因素,在低温、高温等恶劣工作环境中通常无法正常运行。无位置传感器技术是利用开关磁阻电机的电磁特性来估计转子位置的方式,该方式可以在不增加硬件条件的情况下实现转子位置的估计或驱动信号的直接获取,从而取代传统的传感器。理想情况下无位置传感器可以降低系统的成本和体积,也可以增加系统的可靠性,能适合高温、高速、以及多种工况。但无位置传感器算法通常受限于复杂的数学模型、智能算法、观测器等复杂算法,对控制器要求非常高、占用控制其资源大,算法与电机控制耦合严重等问题。

关于服务器冗余容错方案的研究

随着计算机应用的深入发展，网络服务器上数据的损坏或丢失将会产生严重后果，尤其在对数据可用性、有效性和网络持续工作能力要求较高的领域，更为引人注目，该文详细分析和讨论了几种系统级容错──服务器冗余容错方案。

星形链式STATCOM的冗余容错控制算法

传统冗余容错控制方法在改变故障相位时,会引起非故障相变化并带来额外的干扰。为了减少故障保护对非故障相的影响,提高多电平级联STATCOM的可靠性,本文提出了一种优化的冗余容错控制算法。首先根据星形链式STATCOM的方程,研究了冗余容错与中性点偏移的定量关系并分析中性点偏移的影响;然后基于负序电流的闭环控制方法,提出了星形链式STATCOM的优化冗余容错控制算法;最后以仿真和实验验证,对比了传统算法和所提优化算法。实验结果表明,该优化算法改善了冗余容错过程中的暂态性能,将故障暂态电流的不平衡度降低2.4%,而稳态不平衡度仅增加1%;非故障模块电压波动下降13%。所提方法有效提高了STATCOM的可靠性,且在对于可靠性要求较高的高压大功率工业领域更为适用。