基于Stigmergy的Holonic控制架构下的动态调度问题研究

针对传统的集中式控制方法在动态环境下无法提供足够的鲁棒性和柔性等问题,展开了基于Stigmergy的Holonic控制架构下的动态调度问题研究.在Stigmergy机制的基础上,通过对Ant Holon、面向动态调度的Staff Holon进行设计以及定义信息传递所需的信息素,构建了动态环境下基于Stigmergy的Holonic控制架构,提出了该架构的动态调整机制.在建立动态调度问题优化模型的基础上,给出了动态调度的一般流程,讨论了该架构下各Holon单元基于这一流程实现动态调度的协商机制.通过算例应用说明了该架构下进行动态调度的基本过程,实现了对扰动事件的满意处理.

基于Stigmergy的Holonic控制架构与调度策略

针对制造执行系统递阶式的控制结构以及Stigmergy机制在Holonic控制架构中应用的局限性,通过在Holonic制造系统PROSA参考架构基础上为基本holon以及参谋holon分别设计对应的蚂蚁holon,构建了基于Stigmergy的Holonic控制架构,给出了该架构下各类holon单元的4种内部holon(数据holon、决策holon、通讯holon和结构holon),并定义了应用于基本holon和参谋holon之间传递具体信息以及订单holon与资源holon之间协商加工方案的两种信息素。给出了作业车间调度问题的数学描述,以最长完成时间最短为调度目标,提出了在基于Stigmergy的Holonic控制架构下各类holon单元以两种信息素为媒介协商实现作业车间调度的基本策略,并通过算例验证了该策略的有效性。

基于ARM架构柔性直流控制保护系统的低链路延时优化设计

基于进阶精简指令集机器(ARM)架构多核处理器芯片设计了柔性直流控制保护系统新一代平台,提出适用于柔性直流输电的4层控制系统通用架构,给出新平台控制保护主机配置方案及功能配置原则。建立换流器高频阻抗简化模型,推导得到负阻尼频率与控制链路延时的数学关系。分析柔性直流控制系统的链路延时构成,提出一种链路复用的在线延时测试方法;基于多核架构与高速接口,研究控制系统的低延时优化方案。最后,在基于实际工程参数的实时仿真系统中,对ARM架构新平台开展了功能和性能测试,并验证了低延时优化方案的有效性。

基于边缘计算的船舶大型主动隔振系统分布式控制架构

[目的]旨在解决现有主动隔振系统集中式控制架构可靠性低、抗风险能力弱、实时性低的问题,结合隔振系统与边缘计算研究现状,设计一种基于边缘计算的船舶大型主动隔振系统分布式控制架构。[方法]首先,分析集中式与分布式控制方法的特点;然后,对控制系统整体架构进行研究,设计系统的层次结构与整体架构,将其划分为云、边和端3个层次,并详述各层的架构设计与联系;最后,设计实验平台,通过实验测试系统的可靠性和实时性。[结果]结果表明,所设计的系统架构在突发状况下依然正常运行、稳定可靠,可将时钟同步偏差缩小到1μs,提高了系统实时性。[结论]该系统架构设计合理、高效,可有效提升隔振系统的可靠性、抗风险能力和实时性。

自主可控可编程控制系统架构及关键技术分析

主要对自主可控可编程控制系统架构以及关键技术进行分析。首先,对可编程控制系统架构特点进行分析,包括:选用实时以太网总线具有高同步性特点,同时应用具有标准化特色的应用层协议;主站从站通用化水平持续提升;功能呈现出丰富化发展趋势。其次,对自主可控可编程控制系统关键技术及其实现进行分析,包括主站从站硬件标准化、实时以太网总线控制器、HMI组态编程、PLCopen功能库这4个方面的内容。希望能够通过自主可控可编程控制系统关键技术的综合应用,促进可编程控制系统优化发展,进而在工业控制产品自主化建设发展方面起到积极作用与价值。

中大型无人船舶自主控制系统架构设计及实现

[目的]自主控制系统作为无人船舶的核心系统,负责协调全船其他系统,共同完成各项既定使命任务,是无人船舶技术的重要研究方向。[方法]首先,借鉴主导人类智能的“神经系统”的生理学结构和认知机制,归纳出对于无人船舶自主控制系统架构仿生设计的6点启示。然后,基于这些启示,从“中枢神经系统”和“周围神经系统”两个维度,研究自主控制系统的物理架构及其典型实现。最后,借鉴人类智能的信息处理流程,提出8大功能模块构成的自主控制系统的功能架构以及面向服务架构(SOA)的设计思路。[结果]经研究得到了无人船舶自主控制系统物理架构和功能架构,[结论]其可为中大型无人船舶自主控制系统的总体架构、系统设计与产品研制提供路线参考。

神经网络架构轻量化搜索的飞行器控制律自学习方法

针对在运用Soft actor-critic(SAC)强化学习算法实现复杂的飞行器控制律自学习过程中,超参数设定高度依赖于人工经验进而造成设计难度大的问题,提出一种基于神经网络架构轻量化搜索策略的飞行器控制律自学习方法。该方法在将神经网络架构设计问题转化为图拓扑生成问题的基础上,结合LSTM循环神经网络的图拓扑生成算法、基于权重共享的深度强化学习参数轻量化训练与评估机制,以及基于策略梯度的图拓扑生成器参数学习算法,给出了一种面向深度强化学习的轻量化自动搜索框架,实现了SAC训练算法中神经网络架构超参数的自动优化,进而完成了控制律的自学习。以三维空间返回着陆控制为例,验证了所提方法的有效性和实用性。

基于MBSE的民机飞行控制系统架构设计

基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBSE)已被广泛应用于复杂系统设计之中。通过构建功能、行为和结构之间的关系,提出一种基于MBSE的多层级递进式架构设计流程。随后,以高度控制需求为导向,对民机飞行控制系统进行了示例化建模。结果表明,基于MBSE的民机飞行控制系统多层级递进式架构设计能够充分发挥数字模型可重用的优势,保证需求与功能、逻辑和物理架构的紧密结合,提高系统设计的可追溯性,可为后续领域层阶段模型设计提架构参考。

软件定义指挥控制系统概念、架构及表征方法

现代战场环境要求指挥控制系统更快更好地适应变化以夺取战场对抗优势。借鉴将控制逻辑和业务逻辑分离从而提高系统适变性的软件定义的核心思想,提出了软件定义指挥控制系统的基本概念,通过划分系统架构的应用层、控制层、业务层和保障层构建了软件定义指挥控制系统架构的分层模型,并基于超图理论提出了软件定义指挥控制系统的形式化表征方法,以期为指挥控制系统的建设发展提供参考。

基于PC架构的可编程控制器发展趋势及其在风电控制领域的应用

基于PC架构的可编程控制器(PC-Based PLC)是在PC平台和嵌入式操作系统基础上开发的可编程控制器。在风电机组级控制系统(包括主控系统、变桨系统、偏航系统、状态监测系统等)、风电场站级监控系统(包括SCADA系统、AGC、AVC系统等)领域,PC-Based PLC均有广泛应用。对PLC可编程控制器的PC架构、基于PC-Based PLC的风电机组控制系统技术架构等进行了阐述,结合双馈型风电机组控制系统分析了风电机组控制系统的发展现状及存在问题,同时结合云化、分布式、边缘计算等工业控制前沿方向分析了PC-Based PLC在风电控制领域的技术发展趋势。

新型电力系统保护控制技术架构研究

随着新能源的不断接入,电力系统结构、运行控制方式变得更为复杂,对保护控制技术提出了更高要求。为此,提出了一种新型电力系统保护控制技术架构。为预防单一事故向系统性事故发展,提出新型继电保护构成模式,构建更加完善的第一道防线。结合系统性事故演变过程,建立保护和控制系统之间的信息融合及协同机制,通过站域自治-区域协同的方式实现自治式保护控制策略,优化三道防线的功能布局,有效抑制和阻断系统性事故的发生与发展,提升新型电力系统的安全防御能力。

数字孪生架构下的智慧微电网多智能体协调优化控制技术研究

随着智能体(微源)的不断接入,为了更好地协调控制微电网,提高经济效益,提出一种数字孪生架构下的智慧微电网多智能体协调优化控制技术。首先借助数字孪生架构设计控制技术框架,在该数字孪生架构下,以微电网运行成本和环境维护成本组成目标函数,以经济支出最少为目标,建立一个协调优化控制模型。然后为了保证微电网的稳定运行,在供需平衡约束、智能体电压约束、爬坡约束、运行容量约束、交易功率约束5个条件下,利用改进粒子群算法实现模型求解,得出智慧微电网多智能体运行优化方案。结果表明:协调优化控制技术应用后较应用前经济支出更少,由此证明所提技术达到了协调控制效果,减少了经济支出。

私募股权投资基金组织架构设计与运作风险控制分析

在20世纪末期,我国正式将私募股权基金引入国内,国内也将私募股权基金称为风投基金和创业基金,这一基金也成了我国金融行业未来发展的关键方向。随着全球经济化的发展和深入,国际金融市场中的私募股权投资基金的地位也越来越重要,但由于投资风险比较大,私募股权投资基金从一开始紧急募集、选择投资项目到最后退出,都非常重视对潜在风险的管控。私募权益基金作为一种金融投资手段,经过几年的发展,在金融业中的地位日益重要,其主要工作是对未上市的公司进行有效的投资。我国私募股权基金的发展时间较晚、整体发展时间不足,不管是行业自律体制还是监管体制都存在很多的问题,导致我国的私募股权基金出现了一系列问题,因此要针对其理论和运行机制进行研究,从而为私募股权基金更好的应用奠定基础。

基于群体机器人多目标的区块链安全控制架构及算法

针对群体机器人在执行任务过程中可能出现的数据泄露等安全问题,提出了一种基于群体机器人多目标的区块链安全控制架构方案,并设计了用于数据安全防护的安全流程控制算法。首先,构建的架构基于区块链,从任务层和执行层角度避免了任务数据的丢失和泄露,确保群机器人的内部数据可以安全稳定地传输。其次,设计安全控制算法,实现群体机器人在多目标情况下的安全控制。最后仿真结果表明,所设计的架构及算法提高了机器人数据传输的隐私性和安全性,引入所提出的安全控制架构及算法后,群机器人在协同跟踪目标点运动的过程中探测误差减小了40.7%。同时,通过实验验证了所提架构在实际系统中的有效性。

基于“云边端”架构的直角机器人控制系统设计

为了满足直角坐标机器人控制系统对通用性和工业数字化的需求,设计了基于“云边端”架构的直角机器人通用控制系统。首先根据提炼的系统通用功能,提出采用“云边端”架构的总体方案;其次,以架构为基础,以实现基本功能为目标,以低代码技术作为编程手段,从设备端、边缘端、云平台端三方面分别进行设计。最后搭建实验平台,对“直角机器人搬运控制系统”设计目标进行验证,证明了采用“云边端”工业互联网架构的通用控制系统具有可行性和工业数字化的特点,同时可提高控制系统设计效率。

城市轨道交通主、备用运营控制中心架构设计优化

[目的]在现有模式下,当OCC(运营控制中心)某核心设备整体故障后,就需要启用BOCC(备用运营控制中心),这会大幅度增加调度人员运营指挥工作难度。因此需进行OCC和BOCC架构设计优化研究。[方法]以ATS(列车自动监控)系统为例进行分析。介绍了OCC和BOCC中ATS系统的配置情况;分析了OCC和BOCC架构设计优化前后,BOCC的功能定位、OCC和BOCC的工作原理和切换方式。[结果及结论]OCC和BOCC架构设计优化后,冗余性得到了显著提升,需要调度人员迁移到BOCC进行运营指挥的场景大幅减少,ATS系统故障对相关外部接口系统的影响也明显降低。

一种同步伺服控制系统控制软件通用架构设计方法

传统同步伺服控制系统控制软件传统顺序执行架构,具有通用性和可扩展性差、效率低,运行时间长,周期性函数执行周期精度低等问题。基于时间片轮询的任务调度算法,提出了一种新的控制软件通用架构。该方法调度管理函数在主函数中运行,不占用中断程序时间,对某个调度任务执行经过的中断周期总数计数,提高了任务调度周期的准确性。提出了通过设置首次上传延时,避免多个周期信息同时,上传造成拥堵的调度方法。缩短了控制软件中断服务程序运行时间,解决了原控制程序顺序执行时周期信息上传周期不准确、多个上传时的拥堵等问题,提高了控制软件的通用性、可扩展性。

基于3S架构的智能农机集成控制工程研究

【目的】探索基于3S架构的智能农机综合服务系统的建设。【方法】重点探讨了3S集成框架、WebGIS等相关技术在智能农业机械中的应用方法,以3S技术为核心,构建了一款基于WebGIS架构的农机一体化智能机电系统,综合分析了系统结构体系、功能模块、性能指标、工作流程和数据库设计等,并对该智能农机集成系统进行了响应时间测试。【结果】随着并发量的增加,响应时间也增加。当并发量为100时,平均响应时间为228 ms,最大响应时间为713 ms,最小响应时间为181 ms;当并发量为1000时,平均响应时间为803 ms,最大响应时间为1284 ms,最小响应时间为521 ms。【结论】该系统有效改善了农机信息服务管理和决策支持系统,加强了现代农业生产的宏观调节和微观引导,促进了农业生产和农机服务管理向智能化、数字化、科学化方向发展。

颠覆传统DCS架构|中控全球首款通用控制系统Nyx震撼发布

2024年6月5日,中控推出了震撼全球自动化领域的通用控制系统Universal Control System(UCS)。UCS的面市不仅颠覆式地开创了工业控制系统新理念,更是奏响了自动控制技术跨时代革命的序曲。回归控制本质:计算、连接和感知,创新提出通用控制系统UCS架构中控技术突破现有系统封闭专用、层级僵化、算力有限的束缚,创新提出新一代通用控制系统UCS的技术架构,构建了软件定义、全数字化、云原生的控制系统,彻底颠覆延续近50年的传统集散控制系统的技术架构。

电网可调节负荷资源调度控制系统的总体架构

随着特高压直流、新能源、储能等技术快速发展,在带来显著经济、社会、环境效益的同时,也使电力系统特性发生重大变化。传统电网调节资源的调度空间与间歇性新能源规模矛盾凸显,电网面临调峰资源不足、新能源利用率低、调度精益化水平有待提升等突出问题。本文建立可调节负荷资源可观可测可控系统的总体架构方案,主要分为设备层、负荷聚合层和主站层。与现有技术相比,能够实现可调节负荷资源的接入、建模、监视和调整,同时打通统一调控平台与省、地调度控制系统、电力市场交易系统、省级智慧能源服务平台信息壁垒,建立可调节负荷资源参与调度控制的互动模式,实现可调节负荷资源可视、可测、可调、可控,参与电网调峰控制,促进新能源优先消纳。