摘要：针对智能制造对生产过程仿真工具提出的新需求,提出了一种基于多智能体的TE过程扩展仿真方法。首先对传统TE过程仿真模型进行扩展设计,得到扩展TE生产过程的过程控制系统(PCS)层仿真模型。进一步,建立扩展TE生产过程的多层次闭环管控工作流模型,采用多智能体仿真技术开发了扩展TE过程仿真系统原型。智能制造典型生产场景仿真案例表明,该原型系统不仅保留了原TE仿真系统对PCS层故障的细致刻画和模拟,而且给出了包含生产计划指标完成率、生产成本等一系列管控指标的仿真结果。此外,通过配置管控智能体的性能参数,可以模拟分析化工过程管控体系数字化为企业升级带来的效益。

摘要：提出了一种带有风险约束的石化工业供应链设计方法,能够应对需求不确定性带来的影响。供应链网络设计问题包括仓储和分销中心的布局结构及容量安排,以及各级之间的物流连接关系。首先建立了不确定条件下的供应链设计模型,并在此基础上加入了风险约束,最后将多目标优化问题转化为单目标优化问题,建立了确定性的两阶段随机规划模型。以某个化工集团供应链设计为例,分析了风险管理在建立供应链中的重要性。

摘要：在故障诊断应用中,状态方程中的未知参数和输出方程中的未知参数分别表征执行机构故障和传感器故障,所以研究状态方程和输出方程同时含有未知参数的自适应观测器有着实际的应用意义.本文基于高增益观测器和自适应估计理论,针对状态方程和输出方程同时含有未知参数的一类一致可观的非线性系统,用构造性方法设计了一种联合估计状态和未知参数的自适应观测器.该自适应观测器的参数估计采用时变增益矩阵,结构形式及参数设置简单.给出了使该自适应观测器满足全局指数收敛性的持续激励条件,并在理论上简洁地证明了该自适应观测器的全局指数收敛性.数值仿真结果表明该自适应观测器具有良好的快速收敛性、跟踪性等期望性能.

摘要：针对状态方程和输出方程同时含有未知参数的多输入-多输出连续线性时变系统,采用构造性方法设计一种带指数遗忘因子的自适应观测器.证明当系统无噪声时该自适应观测器的全局指数收敛性,在此基础上考虑有噪声系统,在若干假设成立的条件下证明了该自适应观测器的估计误差均值也是全局指数收敛于0的.该自适应观测器采用带指数遗忘因子的时变增益矩阵,以自适应的方式克服噪声的影响,改善了估计的一致性.数值仿真结果表明,该自适应观测器具有良好的快速收敛性、跟踪性及抗干扰性等期望性能.

摘要：在石油化工行业,上下游企业的联合生产是供应链优化的主要途径和重要手段。但由于石化企业的生产工艺过程复杂且设计相互独立,企业间的协同生产往往仅存在于大型石化集团统一设计、建造的炼化联合生产系统中。本文提出了适用于独立运营的石化企业集成的前提条件和建模方法,以独立生产的炼油厂和烯烃厂为研究对象,基于其生产物流计划模型,建立统一的联合生产计划优化模型。该集成优化模型为混合整数线性规划模型,以生产效益最大化作为优化求解目标,并分析了市场需求平稳、萎缩和旺盛3种不同的案例场景。实例计算表明,同独立生产相比较,石化企业的集成优化和联合生产能够降低物料存储成本和总成本,节省优化求解所需的计算资源,并促进经济效益的提升。

摘要：为实现分布式系统高效数据传输和控制实时性要求,提出一种应用于集散控制系统的实时、高效通信架构(控制系统内部扩展总线),并且具体地给出总线接口的软硬件设计方法及总线协议的设计方法.通信架构主要由可编程逻辑阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)及ARM7嵌入式微处理器构成,在保证总线高速传输特性的基础上,实现了目标模块无冲击热插拔.在总线接口上,采用双通道和并行通信设计以提高系统的传输效率,采用通道间热冗余设计以提高总线传输的可靠性;在总线结构上,采用高效的二级缓冲和电气扩展以提高系统的可扩展性和柔性.该架构方案在控制系统原理样机上得到应用验证,结果表明具有良好的实时性和可靠性.

摘要：在总结现有制造执行系统(MES)体系结构的发展、特点和问题的基础上,提出了面向我国制造企业的MES功能体系结构。该功能体系结构以生产管理模型为中心,详细定义了该模型内部的主要功能及各功能之间的信息流;同时定义了维护管理、质量管理及库存管理这3类直接影响生产的主要功能模型,并给出其与生产管理模型之间的信息交互;此外,还定义了影响生产的其他功能模型,以保证该功能体系结构的可扩展性。最后,给出一个该功能体系结构用于实际指导我国流程工业MES软件产品的设计与应用的参考实例,从而说明该功能体系结构的实用性和完备性。

摘要：通过借鉴多输入多输出(MIMO)系统中变量配对的思想,基于相对增益阵列(RGA)设计衡量闭环状态下每个输出对不同攻击输入的敏感程度的指标,即闭环攻击增益矩阵.结合逼近理想解(TOPSIS)法,提出定量分析工业控制系统物理层安全风险的评估方法.通过精馏塔实验平台的案例分析,直观地展现攻击效果,验证闭环攻击增益矩阵的正确性,得出控制回流比的设备区域在该控制系统物理层中安全风险最大.实验结果表明,该评估方法能较全面地结合被控对象的客观属性,科学合理地量化评估工业控制系统物理层中潜在的安全风险.

摘要：为了提高控制系统的通信速度和效率,研究高速总线的系统架构,设计并实现具有高实时性,高吞吐率,易扩展等特点的基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的控制系统高速总线(LHSB),物理层采用多点低压差分信号(M-LVDS)标准,实现256 Mbps的高速串行通信,数据链路层通过实时的链路状态维护实现多路径优化选择的网络冗余,保证通信可靠性的同时使带宽的利用率最大化.通过Xilinx XC3S400A FPGA对设计方案进行实现和实际测试,结果表明,高速总线与当前主流的控制系统总线相比,通信速度和实时性能有了明显的提升,并最大程度的满足上层应用的需要.

摘要：由于受控过程参数的漂移及缺乏维护,令采用的控制器性能逐渐降低,需要做经济性能评估,以确保其最佳运行状态.因为目前最小方差评估算法没有考虑控制器的约束条件,对此我们采用线性二次型高斯(linearquadratic Gaussian,LQG)基准的模型预测控制(model predictive control,MPC)双层优化控制结构,将控制和输出的加权值引入上层经济性能指标,通过求解LQG问题获取控制与输出方差关系的离散点集,进一步拟合Pareto最优曲面方程,建立优化命题并求解最优经济指标及设定值.对延迟焦化加热炉的多变量MPC控制进行了性能评估及分析,证明该方法可以改进控制器设计,提高经济效益.