合作系统分布式控制中的通信问题研究进展

利用通信提高合作系统分布式控制的性能是近年来多机器人和多智能体领域中的研究热点之一。本文对合作系统分布式控制中的通信问题领域当前关注的主要研究内容和方法进行了系统地总结和综述,介绍了分布式控制系统中3种不同的通信方式,重点阐述了近年来几种典型的基于通信的分布式控制系统建模方法,并且对比和分析了它们的优缺点,最后对今后的研究方向做了进一步的探讨。

基于TTCAN的燃料电池系统分布式控制系统设计

以32位单片机MC68376及8位单片机C8051F040为核心芯片设计了基于TTCAN的燃料电池系统分布式控制系统。该设计在硬件上高度切合燃料电池系统的特点;在软件上以嵌入式实时操作系统为平台;在通信网络上采用TTCAN的概念对传统CAN网络进行有序化;在控制策略上采用负载跟随的算法。台架试验表明,该分布式控制系统具有较好的软硬件稳定性和可靠性。

分布式输入输出控制系统在无轨胶轮列车的应用研究

无轨胶轮列车电气控制系统具备轨道交通多编组及双端控制的特性,其胶轮承载及道路运营特点使列车需同时具备道路交通车辆特性。文章对比分析了轨道交通与道路交通两个领域内的列车输入输出控制系统的技术特点,提出了一种适用于无轨胶轮列车的分布式输入输出控制系统电气架构。试验结果与实际运营都验证了该系统可满足无轨胶轮列车数据采集与控制的需求。

环保型聚氨酯防水涂料分布式控制系统设计及应用

根据环保型聚氨酯防水涂料产品的生产工艺特性,其自动化监控系统宜采用分布式控制架构(DCS),本文介绍了基于西门子PCS7系统的自动化控制方案设计与实践。该系统配置了双重冗余的S7-410系列CPU与Profinet通讯方式,以及ET200 SPHA模块的冗余设置,极大增强了系统稳定性。通过实施数据共享、集中管控与分散控制的设计理念,充分发挥PCS7软件的特长,经由工艺流程优化与精细生产管理,实现了涂料生产的高效自动化控制,达到了节能降耗的效果。

分布式独立二次调压电液控制系统设计与仿真

通过多路阀实现负载敏感电液控制(LS)系统等集中式液压系统流量分配,会产生较大的节流损失,能量效率较低。分布式独立电液控制系统(DIEHCS)采用单泵单执行器的排量控制方式,基本消除节流损失,节能效果显著,但普遍存在独立式驱动装机功率大、分布式安装结构不紧凑等问题。为此,本文以6 t挖掘机为对象,提出了一种分布式独立二次调压电液控制系统(DIEHCS-SPR)。该系统主要由3个独立布置于臂架上的开式电液执行器(EHA)及1个恒压控制的主泵(布置于舱室内)组成。各EHA根据执行器预期速度和负载力方向实现四象限工况的精确运转。6 t挖掘机虚拟样机仿真结果表明,在同一个工作周期下,提出的DIEHCS-SPR系统相比于LS系统节能率可达42%~46%。相比于现有DIEHCS,所提出系统各EHA峰值输出功率最高可降低70%~74%,可显著减小各EHA外形尺寸和质量,不仅节约了关键元件(EHA)的制造成本,更降低了分布式安装时自重所产生的额外能耗。

分布式驼峰控制系统的研究与设计

在现有的驼峰控制系统基础上,提出一种分布式驼峰控制系统。简述系统的研究背景与目标,分析系统的优势,设计系统的功能结构,详细阐述系统关键技术的研究内容,包含室内驼峰主控设备、通信网络结构、室外设备区域化控制、远程运维功能。该系统可降低室内设备复杂度,提升系统的数字化和灵活性,系统的安全性、可靠性、可维护性均可同步提升。

基于分布式控制系统的光电传感器智能控制

针对控制策略单一和分布式控制程序响应用时较长的问题,提出基于分布式控制系统的光电传感器智能控制方法。采用分布式控制系统的分级递阶结构控制光电传感器的监测过程,面向不同被控传感器和要求采用顺序控制、模拟控制或程序控制策略,操作人员通过分布式控制系统中的CRT操作站远程控制光电传感器;分布式控制系统中监控级采用组态王6.03构建光电传感器监控软件,对传感器运行状态进行实时监控、报警和调整。实验结果说明,该方法控制光电传感器响应用时均值约为5.55 ms,监控故障平均鲁棒性和平均效率值分别为97.66%和97.04%。控制策略多样,响应用时较短,实现光电传感器的快速、稳定控制。

分布式控制系统(DCS)在化工自动化中的优化与升级策略

为了提升化工自动化领域中DCS的性能,文章深入分析了DCS在化工行业中的应用现状和存在的主要问题,并探讨了DCS的优化与升级策略,提出了一系列针对控制策略、数据管理、智能化、安全性及能效管理的优化措施,并详细阐述了硬件设备升级、软件系统更新、系统集成改进及人机交互界面优化等升级策略。研究表明,这些策略不仅有助于提高DCS系统的性能,还能够增强化工生产的安全性、稳定性和经济效益,对于推动化工行业的可持续发展具有重要意义。

分布式多媒体控制系统在气象业务中的应用研究

近年来,精准气象预报预测工作在防灾减灾中正发挥着越来越重要的作用。省、市、区县各级气象部门都在加快开展气象防灾减灾工作,通过充分利用气象监测指挥系统、公共气象服务系统和多种传播手段,第一时间向政府提供科学决策的依据。分布式可视化控制系统充分运用现代通信技术、网络技术,以计算机网络系统为支撑,集音频处理、视频拼接处理、网络传输、环境监控、可视化控制等多种功能于一体,可有效提升气象业务系统的互联互通能力。

燃煤锅炉分布式控制系统设计

燃煤锅炉是一种重要的能量转换设备,对其燃烧过程的稳定控制是燃料充分燃烧的必要条件。为提高锅炉系统的环保性,采用工控机(Industrial Personal Computer,IPC)与可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)相结合的方式,设计了燃煤锅炉的分布式控制系统。以给煤量控制为例,阐述了控制方法的设计过程。依据燃煤锅炉的工艺过程,采用WinCC组态软件设计监控系统,以实现锅炉的远程交互控制,提高锅炉运行的安全性和稳定性。

换热站并联水泵分布式优化控制

针对现有换热站并联水泵优化算法在集中式架构下控制适应性不足的问题,本文提出了一种改进的分布式并联水泵优化算法.首先,建立了并联水泵的分布式控制系统,并对该优化问题的数学模型进行描述,在目标函数中引入自适应非线性因子;然后,设计了改进的分布式果蝇优化算法,在该算法中每台水泵的控制器仅通过与邻居控制器交互信息即可完成并联水泵的优化;并且,在嗅觉搜索阶段,使用正弦余弦策略替代赋予个体距离与方向的随机策略;最后,以两个实际换热站中不同并联水泵系统为例对算法进行仿真验证,并基于仿真结果进行性能分析.结果表明,相较于传统算法,改进的分布式果蝇优化算法能得到更优的控制策略,有着收敛速度快、稳定性好和鲁棒性强的特点;并且该算法适用于不同系统的并联水泵优化问题,具有可扩展性.在实际工程验证中相较于集中式算法,该算法在总功率和计算时间上分别平均降低了5.47%和29.90%,因此,能够满足实际换热站中对并联水泵热负荷优化分配的需求.

基于现场总线的温室分布式控制系统

讨论了在温室自动控制系统中如何引入现场总线技术构成全分布式控制系统,并阐述了分布式系统结构的特点和其智能模块的系统结构。

开放分布式苹果采摘机器人控制系统研究及实现

针对以往采摘机器人多采用封闭集中式控制系统,缺乏通用性、可扩展性差和可靠性低等问题,在研制开发苹果采摘机器人控制系统的工作中,采用了开放分布式结构.根据苹果采摘机器人的机械结构及其运动特点,在硬件上选用工控机、伺服驱动器等设备,通信上采用结构简单、组网容易、造价低廉的RS-485网络,从而保证了系统的软硬件开放性,同时使得系统能够分布式控制,提高了机器人的安全性.此外,对系统的控制算法、软件也进行了设计,其中着重阐述了RS-485网络的通信协议和通讯方式.最后进行了通讯试验和苹果抓取试验,验证了系统的有效性.

组合称包装机分布式控制系统的总体设计

简要介绍了组合称的原理,为了提高组合称包装机的定量的速度和精度,针对一个具体的包装机设计了一个分布式控制系统。该系统以IPC为上位机,单片机、PLC为下位机,与称重传感器相连,具有数据采集的功能,同时具有控制加料、信息显示和故障诊断等的功能。该控制系统在组合称包装机上具有较大的推广价值和一定的实效性。

基于多智能体的智能机器人分布式控制系统

在研究多智能体技术基础上 ,提出了一种基于分布式黑板和多智能体系统的类人智能机器人控制系统体系结构 ,并根据系统要求规划出具有不同功能的多个智能体 .系统地分析了该控制系统中各个智能体的功能特点以及它们之间的协作关系 .以运动控制接口的编制为例 ,介绍了CORBA技术在实现该软件系统中的方法 .轴孔装配作业实验结果表明 ,本文提出的体系结构是可行的 。

基于CANopen协议的分布式控制系统I/O从站设计

针对印刷机外围设备多分散、数据传输信息量大、实时性和可靠性要求高等问题,设计了一种基于CAN现场总线的分布式控制系统;监控主机运行软PLC通过PC-CAN卡与现场I/O从站进行通信,形成分布式网络,简化了系统结构;介绍了基于CANopen协议、采用P87C591单片机开发I/O从站的硬件电路、软件设计流程及系统的调试过程;经系统测试和模拟运行表明,I/O从站与监控主机通讯可靠、准确,实时性满足了印刷机控制系统的要求,具有一定的参考价值和广阔的应用前景。

变电站自动化分布式通信控制系统的设计

在概述了变电站自动化系统的发展历程之后 ,提出一种新的分布式通信控制系统。整个系统由若干通信子系统通过以太网构成 ,除具备常规通信管理功能外 ,还具有元件级自诊断、远方诊断、网络管理、电压无功控制 ( VQC)、双机热备用等功能。采用多主网络结构 ,各通信子系统相对独立 ,避免了硬件的重复设置。以较低造价实现多 32位 CPU并行高速运行 ,远优于单 CPU,具有很高的可靠性。

纸浆洗涤过程双目标优化分布式控制系统

提出了一套新型纸浆洗涤过程DCS控制方案 .基本控制思想是 :通过控制真空洗浆机进浆流量和进浆浓度、黑液喷淋量、洗浆机液位和清水注入量来保证洗涤质量 ;通过两步辨识法建立洗后浆残碱量和首段黑液波美度的神经网络模型 ,并对清水加入量和产量进行双目标优化 .采用新华XDPS软件平台实现了纸浆洗涤过程的DCS控制 .系统已投入运行 ,控制效果良好 .

分布式控制系统可视化组态仿真软件开发

介绍了最新研制的基于分布式控制系统（ＤＣＳ）的火电站全ＣＲＴ仿真培训装置中热力系统控制回路的可视化组态软件系统。该系统采用面向对象的开发手段，具有易用性、开放性和通用性等特点。该系统具有在线组态功能，可以根据组态结果直接实现控制策略，同时可进行控制系统结构和参数的在线修改。

基于EDF的分布式控制系统容错调度算法

现有的分布式实时系统的容错调度算法要求系统中所有任务的周期相同且等于其时限,而实际中任务的周期常常是互不相同的。根据控制系统中任务的特点,结合任务分配算法与处理器的调度算法,提出了基于基版本/副版本技术和EDF算法的容错调度算法,该算法不要求任务的周期都相同,并通过设置基版本/副版本任务时限控制它们的执行时间不重叠,给出了基版本/副版本任务时限的设置方法,并对任务集的可调度性进行了分析,当任务集可调度时,给出其最大利用率和最小处理器个数的约束条件,最后给出一个仿真实例,结果表明了算法的有效性。