工业无线控制网络安全方法的研究与实现

针对工业无线网络的特点,分析了工业无线网络的安全目标和存在的安全威胁,提出一种适用于工业无线控制网络的、基于密钥管理中心KDC的安全策略,设计了分层分级的工业无线安全架构。在此基础上,设计并实现基于KDC的工业无线控制网络安全系统。该系统管理集中化,提供了一整套完整的安全入网、安全管理和密钥管理机制。测试表明:基于KDC安全入网、密钥和安全管理能够在无线环境中得到较好的应用,有效地解决了无线工业控制网络内部资源与数据通信的安全性问题,有效地提高了无线控制通信的安全性能。

EPA工业控制网络安全测试系统设计与实现

结合EPA网络规范、NIST-800系列规范,深入分析了EPA工业控制网络面临的安全威胁并探讨了安全测试原理,从主动防御的角度出发集成多种测试技术,设计并实现了一种适用于EPA工业控制网络的安全测试系统;通过一个小型的EPA工业控制网络验证,结果表明该系统能够自动检测远程或本地的EPA网络设备的安全状况,发现潜在的安全漏洞并在测试报告中给出解决建议。

基于电力线载波的智能家居控制系统研究

结合电力线载波通信技术的发展状况,提出了基于电力线载波通信技术的智能家居系统设计方案;详细地阐述了该系统的总体框架设计、远程终端系统软件设计以及嵌入式μC/OS系统控制器的硬件设计和软件设计。系统的实验检测结果表明,该方案能够灵活、快捷地实现对家居设备的控制,而且成本较低。

基于磁流变技术的发动机隔振控制

悬置阻尼和刚度可调对发动机在宽频范围内实现积极隔振具有重要意义。在建立发动机3自由度隔振模型基础上,提出用可调阻尼的磁流变阻尼器和可调刚度的磁流变弹性体构成磁流变并联悬置系统,以降低发动机对基座的垂向传递力和抑制横向动反力矩为目标,设计出用仿人智能思想在线修改参数的垂直隔振模糊自适应控制器,并对各磁流变并联悬置的刚度和阻尼进行协调控制。用Matlab对发动机整机隔振进行仿真,搭建出发动机隔振台架试验系统,在宽频激励条件下对不同悬置的隔振效果进行对比研究。仿真表明基于磁流变并联悬置的发动机隔振控制具有明显的优势,台架试验结果表明相对于橡胶和液压悬置,磁流变液悬置能在较宽频范围把力和力矩的绝对传递率降低到约30%以内,可提高乘坐舒适性。

一种适用于ISA100.11a工业无线网络的通信调度方法

针对ISA100.11a工业无线通信网络的特点,分析了通信调度作为ISA100.11a通信协议栈核心内容的重要性,提出了一种基于时隙查询与缓冲队列的ISA100.11a DLL子网的通信调度方法。在此基础上,根据网络设备的超帧信息、链路信息以及跳信道信息等,开发了通信调度实体。该系统采用集中式管理,提供了一整套的通信资源分配机制。测试结果表明:ISA100.11a DLL子网的通信调度运行稳定,有效的避免了数据丢失、乱序等现象,改善了通信过程中的确定性、可靠性等问题。

一种基于确定性调度的工业无线网络路由算法

现有无线通信技术和无线传感器网络中的路由协议无法完全满足工业现场应用需求。为了解决工业无线网络中数据通信的确定性、可靠性和实时性等问题,提出了一种基于确定性调度与链路质量的前k优路径路由算法,根据IEEE802.15.4的工业无线网络DL子网的特点,选取传输延时和链路质量作为路径选择的评价标准。通过算法的实现、仿真分析以及测试,结果表明:该算法有效的改善了通信过程中的确定性、高可靠性等问题,并降低了网络开销、节省了网络资源。

EPA网络拓扑发现算法的研究与实现

EPA网络拓扑发现是对EPA监控组态系统的进一步完善,用于监控EPA网络并实时诊断网络。提出了一种基于被动探测和主动探测技术的EPA网络拓扑发现算法,运用该算法确定桥接设备之间以及与现场设备之间的连接关系。实验结果表明EPA网络拓扑发现算法能实时地监控EPA网络的运行状态,有效地定位和诊断网络故障,为EPA网络的可靠运行提供了有力的保障。

基于模糊控制的放射性试剂分装机器人

为避免放射性试剂近距离稀释分装对人体造成的辐射伤害,开发一种基于模糊控制的放射性试剂分装机器人(机构)。该系统能远距离控制放射性试剂的自动分装稀释,并对设备的运行状态、工艺流程进行监控。基于集成控制的思想对放射性试剂分装机器人(机构)的位置精度进行控制,达到较高的分装精度,同时系统稳定、高效地协同工作得到提高,实现了各种放射性试剂的分装需要和低污染的技术要求。在医院试用,效果良好。

汽车电子制动力分配的分级控制与仿真研究

解决制动初期的制动力分配难题对汽车安全性具有重要意义。在对汽车制动特性进行分析的基础上,提出含有控制级和协调级的电子制动力分配(EBD)分级控制方法,设计了基于模糊推理的各轮预分配制动力控制策略,并根据各轮参考滑移率对各轮预分配制动力进行调整。利用汽车电子控制单元的嵌入式系统开发平台,在不同条件下进行了汽车EBD与ABS硬件在回路仿真试验试验结果表明,EBD分级控制在制动初期ABS起作用前,能够有效调整汽车制动力分配,提高了整车制动的安全性。

基于数据关联性的无线传感器网络簇内数据管理算法

无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSNs)节点能量有限,能量高效的数据管理和延长网络寿命是该领域的技术难题.在以簇构建的传感器网络中,利用节点的计算和分析功能,提出了基于数据关联性的簇内数据管理算法.簇头利用误差函数和模糊函数分析成员感知数据的关联性,获取节点感知数据综合支持度,由此将成员节点划分为冲突节点、补充节点和可靠节点,对不同类别节点采用不同的调度规则以便降低簇内能耗和尽可能实现簇间节点能耗均衡,并给出了簇头数据融合的处理方法.仿真结果表明算法能够实现簇内数据分类管理,并能有效降低簇内数据收发量和延长网络寿命.

基于磁流变悬置的动力装置垂向隔振控制与试验研究

基于挤压模式的磁流变半主动悬置工作原理和阻尼特性,在建立动力装置垂向隔振模型的基础上,设计出模糊自适应隔振控制器,用量化、比例因子自调整算法降低不同工况下动力装置垂向激励力的传递;给出一种改进的天棚控制算法,通过抑制动力装置振动来降低能量传递。设计出动力装置隔振台架试验系统,在不同工况下进行隔振对比试验。结果表明,在动力装置处于中低转速时,可控磁流变悬置能在宽频范围内把力绝对传递率抑制到25%内,隔振效果优于橡胶悬置;而磁流变悬置垂向隔振方法中,兼顾振动传递率和激励频率的模糊自适应控制,优于通过抑制动力装置自身振动来隔振的天棚控制。

无线mesh传感器网络跨层路由算法

针对无线mesh传感器网络的需求,提出一种综合量度的跨层路由协议HLS。算法HLS利用底层的链路质量信息、MAC层时隙分配信息,结合跳数对备选路径做出综合判断,避开质量较差的链路和负载较重的节点。路由发现过程中在中间节点设置链路质量和节点负载阈值,并根据相关信息进行延时转发操作,以减少不必要的路由开销。在路由维护阶段使用主动和被动相结合的方式全面检测路由路径。NS2的仿真结果表明,HLS协议在吞吐量、端到端时延以及网络生存时间上有更好的表现。

无线传感器网络与TD-SCDMA接入网关的设计与实现

根据目前无线传感器网络的发展趋势以及3G网络的大面积推广,本文将嵌入式技术、无线传感器网络、TD-SCDMA通信技术有机结合,选用基于32位ARM9核的S3C2440嵌入式微处理为核心,移植Linux操作系统,设计完成了WSN/TD-SCDMA网关,并应用多个无线传感器节点进行组网测试。测试结果验证了网关功能的完备性,实现了无线传感器网络与TD-SCDMA网络的信息接入与共享。

基于磁流变液悬置的柴油机垂向隔振多状态控制研究

柴油机隔振系统的悬置阻尼可控对提高交通工具的性能具有重要意义,分析了一种可调阻尼磁流变液悬置的特性,建立了柴油机垂向隔振动力学模型,为降低柴油机垂向激振力的传递,设计出悬置阻尼多状态控制器,搭建了柴油机隔振台架试验系统,并在不同工况下进行了对比试验。结果表明,多状态隔振控制使磁流变液悬置有效隔离了柴油机垂向激振力的传递,在较低转速下其隔振效果明显优于被动悬置。

自适应变异比率控制在虚拟可重构结构中的应用

提出了一个用于基于虚拟可重构结构(VRA)的演化硬件的自适应变异参数控制方法,该方法有效且易于硬件实现。在一个完全由现场可编程门阵列(FPGA)实现的基于VRA的内部演化硬件上建立了试验平台。变异比率控制参数也编码到染色体中作为附加的基因经历演化过程。通过和传统的采用固定变异比率的演化算法在演化4位偶校验函数、2位乘法器和3位乘法器的对比实验可以看出,这种采用自适应变异比率控制的演化算法的性能明显优于传统的采用固定变异比率的演化算法。

EPA网络安全方案的设计与实现

EPA标准是我国第一个拥有自主知识产权并被认可的工业自动化领域的国际标准。在分析EPA网络安全威胁的基础上,结合EPA网络的安全需求,利用已有的信息安全技术,提出适用于EPA网络的安全机制,包括EPA设备鉴别、EPA访问控制、EPA完整性校验和EPA报文加密4种安全机制,从而构建EPA网络安全方案。通过搭建EPA安全系统,测试并验证EPA安全协议栈的安全性、计算开销、存储开销和时间开销。实验结果表明,以较小的代价极大地提高了EPA网络的安全性,有效保障EPA网络的可用性、完整性和保密性。

一种k跳分簇AdHoc网络协作框架

基于k跳簇的特殊结构,提出了一种k跳分簇Ad Hoc网络协作框架。簇首根据启发式规则选择合适的簇间协作网关节点,自适应地管理簇间协作关系。相邻的协作"网关节点"与簇首协作,管理簇内节点、网关节点的移动。当簇首发生移动时,选择合适的节点完成簇首信息的交接。移动代理在簇首节点间漫游,实现全网络协作,扩大k跳簇首的知识范围。仿真结果表明,协作框架能够以较低的控制负载高效地管理k跳分簇Ad Hoc网络中的移动节点,并提供网络级的协作。

激光跟踪系统控制算法设计与虚拟试验验证

针对激光跟踪系统对目标位置难以快速准确跟踪控制的问题,在信号接收处理中采用插值法和传统算法相结合进行数据处理;在伺服跟踪机构中,基于Lyapunov稳定性理论利用系统输入和输出量设计模型参考自适应控制系统,并在无干扰和有界扰动两种情况下进行MATLAB仿真;并搭建系统进行实物虚拟实验。实验结果表明:与常规控制算法相比,该控制算法在信号接收处理中具有误差小和计算速度快,在对目标的跟踪中具有动、静态误差小,响应速度快的特点,且对系统中各种干扰有较好的抑制,表明了该控制算法能够满足激光跟踪系统对目标位置跟踪控制要求。

工业现场级ZigBee手持控制器的设计与实现

考虑将ZigBee这种新兴的无线通信技术应用到实际工业现场,文中设计开发了一种便携式ZigBee手持控制器。该文首先概述了手持控制器工作原理,然后详细介绍了系统硬件结构及实现的总体方案,最后描述了系统软件设计部分并给出了相应流程图。目前该ZigBee手持控制器工作稳定、性能可靠,达到了相应性能指标,可满足一般工业应用的要求。