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：从决策系统的不一致情况出发,给出了不一致度的概念及其性质,并证明了不一致记录与正区域的等价关系.在此基础上,提出了基于Hash的正区域计算方法,时间复杂度下降为O(|U|);利用不一致情况的性质设计了一个基于不一致记录数的属性重要性测量参数,用新的测量参数设计了一个基于二次Hash的约简算法,其复杂度下降为O(|C|2|U/C|),并证明采用该测量参数所获得约简的完备性.最后通过实验证明该文正区域算法和约简算法的高效性.

摘要：等离子裂解煤制乙炔工艺是一种处于试验阶段的新型煤化工路线。系统的节能、平稳运行对新工艺的经济性和可行性至关重要。本文基于夹点技术对煤制乙炔全流程进行了用能分析和诊断,得出了最优的能量利用目标;在考虑实际约束的情况下提出2套换热方案。进一步,利用路径法得出两套换热方案的传递函数,由此建立了动态仿真模型,进而得到2套换热方案对扰动的动态响应特性;在对传递函数进行分析的基础上,发现影响换热网络动态性能的公用工程位置和单个换热器换热充分度2个因素。结果表明,方案1和方案2均具有较好的动态性能,能够保障节能方案的平稳运行。

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：针对数据对象在数据流中的频繁度变化趋势的预测问题,提出基于最大最小频率时间窗模型的最大最小频繁趋势预测算法(MM-FTP).设计一种新的最大最小频繁模式树结构(MMFP-Tree),存储数据流概要信息;提出一种新的数据对象频繁度变化趋势衡量指标———频繁度变化率(FCR),定量地对数据对象的频繁度变化趋势进行描述.该算法同样能够对数据流分类置信度变化趋势及传统的指数变化趋势进行有效预测.结果表明,在真实的网络点击数据流上,该算法能够快速准确地预测数据对象的频繁度变化趋势.

摘要：为了解决欠驱动双足机器人行走的控制问题,提出一种欠驱动平面双足机器人稳定步行控制方法和策略.首先,分析带有身体惯量的倒立摆模型的动力学特性,根据动力学模型和姿态信息,设计姿态稳定控制器,维持机器人身体姿态的稳定.然后,根据欠驱动量的动力学方程和行走速度反馈,设计行走速度稳定控制器.通过调整摆动腿步长的策略,实现速度稳定的连续行走.最后,在双足机器人上开展实验,验证了该控制方法和策略的有效性.

摘要：冗余仿人臂有无穷多组逆运动学解满足末端位姿要求,但由于其连杆机构与形状的设计仿人臂每个自由度都有关节位置物理约束。为使所求取的逆运动学解最大化地远离仿人臂关节限位,提出冗余仿人臂(8-DOF)一种几何-数值迭代相结合求解逆运动学问题方法,该方法在计算出仿人臂逆运动学解几何表达式基础上,以仿人臂的'远离限位度'指标构建适应度函数并以此为寻优目标,通过粒子群优化方法(Particle swarm optimization,PSO)搜索冗余关节角最优组合,并获得满足仿人臂末端位姿要求的最优逆运动学解。该方法不仅解决了冗余仿人臂逆运动学多解问题,而且所求关节角不存在理论误差、求解速度快及所求关节角远离关节位置限位裕量大的优点,仿真试验验证了该方法有效性。

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：为解决传统集中式实时数据库吞吐量、容错性、可扩展性不足的难题,提出一种基于分布式架构、具备多重副本管理功能的实时数据存储检索机制.该机制结合一致性哈希算法与基于多版本控制的数据组织方案,从实时数据的存储、管理、查询三方面进行设计和优化,在保证数据存取实时性的基础上实现了备份同步、一致性修复等核心功能,从而有效提高了实时数据库的海量数据存储与处理能力,为实时数据库向分布式存储、多重冗余备份、系统规模动态调整等方向的转变奠定了基础.通过在原型系统中测试验证,结果表明该机制能够达到设计预期目标和性能要求.