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《【碩士論文】控制系統(tǒng)可靠性技術及其應用研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、浙江大學博士學位論文控制系統(tǒng)可靠性技術及其應用研究姓名：張永康申請學位級別：博士專業(yè)：工業(yè)自動化指導教師：孫優(yōu)賢19980601浙江大學博士學位論文摘要V＼j，，隨著控制理論和微電子技術的不斷發(fā)展，計算機控制系統(tǒng)在工業(yè)控制領域得到越來越廣泛的應用。建立在計算機技術、通訊技術、控制技術和CRT技術基礎之上的集散型控制系統(tǒng)(DCS)，由于其控制分散、管理集中、易于擴展的特點，正逐步取代集中控制系統(tǒng)而應用于工業(yè)過程控制中。這些工業(yè)過程雖然機理各不相同，但都有下述共同的特點：一方面由于生產過程的高復雜度和高自動化程度，操作人員對自動控制系統(tǒng)的依賴性越來越大；另一方面，如果系
2、統(tǒng)中出現(xiàn)故障，不但會破壞被控設備、危及操作人員的安全，而且僅僅短期停產造成的損失就會遠遠超過控制系統(tǒng)本身的價格。由此可見，大規(guī)模的工業(yè)過程控制對計算機控制系統(tǒng)的可靠性提出了各方面更嚴格的要求。提高控制系統(tǒng)可靠性有兩種基本途徑：硬件的方法和軟件的方法。提高系統(tǒng)硬件的可靠性是提高整個控制系統(tǒng)可靠性的基礎，對硬件系統(tǒng)進行可靠性設計的基本準則包括元器件的正確選擇、降額設計、冗余設計、飄移設計、故障模式及影響分析、故障樹分析和人機工程設計等。提高控制系統(tǒng)可靠性的軟件方法即分析冗余的概念是由Beard博士于1971年首先提出的，它為設計經濟的和高可靠性的容錯控制提供了一條嶄新的
3、途徑。主動容錯控制是指預先針對故障模式設計控制器，使系統(tǒng)對這些可能出現(xiàn)的故障具有容錯性，它是更一般意義上的魯棒控制問題。被動容錯控制的目的則是通過對控制系統(tǒng)結構的合理選取，借助系統(tǒng)重構方法，盡可能維持故障系統(tǒng)的性能，以避免或減少某些局部故障對系統(tǒng)造成的危害，以維持生產的正常運行。故障檢測和診斷(FDI)是被動容錯控制中的核心，它可分成基于模型的FDI方法、基于知識的FDI方法、基于統(tǒng)計過程控制的FDI方法三種類型廠本文從應用的角度出發(fā)，采用不同手段，對蕉墅丕筮可壅絲技術進行了深入的探討，在綜合分析了控制系統(tǒng)可靠性技術現(xiàn)狀的基礎上，提出了一些新的方法。、，1．基于神經
4、網絡的失效傳感器辨識和重構方法。i本文首先介紹了Dunia(1996)提出的基于PCA的失效傳感器辨識和重構方法，該方法比較圓滿地解稔1箭恍謝VI浙江大學博士學位論文決了各測量傳感器之間線性相關時的失效傳感器辨識和重構問題。然后，針對各測量傳感器之間非線性相關的情況，利用BP神經網絡把Dunia的方法作了推廣，解決了各測量傳感器之間非線性關系是單調連續(xù)時的失效傳感器辨識和重構問題，仿真結果表明此方法的有效性：了2．在NomikosandMacGregor(1994，1995)的研究成果基礎上，詳細介紹了MPCA和MPLS模型的建立過程和間歇過程系統(tǒng)的監(jiān)視和故障檢測方
5、法游把它推廣到能處理多階段間歇過程和間歇過程中數(shù)據(jù)長度不同的情況，提出了基于多模型的聞歇過程監(jiān)視和故障檢測方法。，3．研究了DCS可靠性設計的基本原則，即系統(tǒng)不易發(fā)生故障原則、系統(tǒng)個產品的一項重要技術指標，但它更是一個企業(yè)的管理水平反應的觀點礦4．用元器件應力分析法、失效模式效應及后果分析法和故障樹分析法分別對SunyTDCS9200系統(tǒng)進行了可靠性預計，得到了SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)的可靠性定量指標。本文的研究結果表明，基于可靠性設計的SunyTDCS9200集散型控制系統(tǒng)具有很高的固有可靠性。在論文的應用部分，作者以國家“九五”攻關項目96-728—
6、0801蒸煮過程計算機優(yōu)化控制系統(tǒng)及其商品化為背景，全面介紹了SunyTDCS9200集散型控制系統(tǒng)在福建青州造紙廠制漿分廠蒸煮工段的應用。謅}于機理模型，用SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)對其生產過程進行了回路控制和蒸煮終點的預報，然后針對蒸煮過程具體應用出現(xiàn)的可靠性問題進行了分析和處理，包括對傳感器的故障辨識和重構等。使用結果表明，SunyTDCS9200系統(tǒng)不但有很好的性能價格比，而且有很好的可靠性，福建青州造紙廠制漿分廠蒸煮工段在使用了SunyTDCS9200系統(tǒng)后，蒸煮的Kappa值穩(wěn)定，得率也提高了1％多，取得了很好的經濟效益。SunyTDCS920
7、0系統(tǒng)已在1997年底通過國家教委組織的鑒定。最后，作者在總結全文工作的基礎上，指出了若干有待于深入研究的問題?！畯V浙江大學博士學位論文ABSTRACTⅦW傾thedevelopmentofthecentreltheoryandmicroelectroniCStechnology,thecomputercontrolsystemsarebecoIIlingmoreandmorewidelyusedinindustrialareas，Thedistributedcomputercontrolsystem∞cs)whichisbasedonthetechnologi
