应用研究
数字投本与质用
基于IA技术双控制器网络化控制系统可靠性
张锋
(辽宁石化职业技术学院辽宁锦州121001)
摘要:在如今的计算机网络化控制系统中，利用以太网进行信息和数据的传输是极为鲁遍的，基于此并利用智能代理(IntelligentAgent,简称IA) 技水使双控制器网络化控制系统孕育而生。此系统中的各控制系统组件均安装有相应的计算机，从而构成智能代理体系并道过协作使系统整体任务得以完善，并使系统的整体性能得以提升
关键词:IA技术双控制器网络化控制系统可靠性
中图分类号：TP393 1引言
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2014)08-0116-0)
整体任务得以完善，进面系统的的稳定性等整体性能得以提升。
随着社会信息化、网络化的不断深人，出现了IA技术并成为研发热点。从而基于IA技术并利用以太网来实现计算机NCS的信息与数据传输，从而构建起的双控制器网络化控制系统孕育而生，较单控制器NCS而言，双控制器NCS能使系统可靠性和安全性得以有效的提升。对此，本文就连续性双控制器NCS对其性能进行相关研究。 2网络化控制系统概述
般地，NCS结构图及其受控对象状态方程如下图1及式①所示：
[x, (0) = 4,x,()+ B,,(r) 1,(n)=C,x, (0)
@
式①D中，,(n)R，,()R，x()R，n、n,和ng分别表示执行器，受控对象和传感器的维度，如下，式②为控制器状态方程：
[x (r) = 4,x, (t)+ B, (t)
[y.(t) =C,x,(t c)+ D,a, (te)
2
式②中，,()=R，a,()R，3,()R"，c表示控制器进行计算时所产生的延迟时间。如下，式③是顾及在网络中进行信息和数据传输所产生的时间延退方程：
u,(t) = y,(t Tsc)[u, (t)=y,(t ca)
(3)
式③中，表示从传感器至控制器的时间延退；c表示从控制器至执行器的时间延迟。从而，综合式①"3能得到式③以描述相关NCS：
x(r) = Ax(t)+ Bx(t t,)+ Cx(t ,)+ Dx(t r,)
④
式@中，)-(x，A-[]B-[B.c.],
0
0
0
e
[B,D.C,o
『oB,c.
0
o D,C]+T, =Tsc + T, =Tsc+Tca +Tc o] D=[
T,=tc4 +tc
3双控制器网络化控制系统
在基于IA技术并利用以太网来实现计算机NCS的信息与数据传输，从而构建起的双控制器网络化控制系统中，安装有相应的计算机于各控制系统组件，从而构成智能代理体系并通过协作使系统
（执行器受控对金传热器0
网络制器
图1网络化控制系统结构图
o
2,y
图2系统S(t)状态转移流程
收移日期：2014070
在双控制器网络化控制系统中，若现行运行的控制器突发故障，则可利用计算机进行远程控制进行实时切换，利用另一个控制器对NCS进行控制，切换过程中时间极端，对NCS造成的干扰甚是微小。较单控制器NCS而言，其结构模型无太大变化。在双控制器网络化控制系统中存在有3个状态，并运用相应的故障数进行标识，即：0表示所有控制器完好无损；1表示各有一个控制器处于完好无损以及故障状态；2表示所有控制器均发生故障，并各有一个控制器
在维护以及待维护状态。 4双控制NCS的可靠性
根据双控制NCS运行原理可知：该系统中存在两个控制器，只要至少有一个控制器完好无损，那整个系统便能正常运行，若系统发生故障则须是两个控制器同时发生故障。换言之，系统正常运行的理论值为75%，较单控制器系统的50%而言，其可靠性提升了50%。
由图2可知，两个控制器在该系统中是通过并联方式连接，即系统中两个控制器不会出现相互干扰，若均正常则分别处于运行与储备状态；即便是某个控制器出现问题另一个亦能维系系统正常运行，从而为控制器维护提供时间，待维修完善便能处于储备状态，以使不时之需，仅只有两个控制器均出现故障，才会导致控制器不能正常运行。因此，对于该系统可靠性研究可假设：该系统能进行维护且速度较快；储备状态的控制器是完好无损的，控制器呈现指数分布，并定义其参数为α(α>0),均值α-1<α;控制器维护时间为G(t) 并呈指数分布，维修风险率函数为u(t).目u1<(u>0)
假如系统在时刻所处状态为S(t),则由上可知S(t)的状态分布服从马尔科夫过程，其取值范围E=(o,1,2)，如下图3表示状态转移流
程，椭圆与矩形分别表示完好与故障状态。综上所述，令P=≤
一，则系统可靠性指标可表示为：
A, = (I+p)(I+ p+ p)mr, =p /(1+ p+ p*) M。(2 + μ)/
其中，4、m.和M。分别表示系统可靠度、瞬间故障频率以及系统平均使用寿命，当系统处在状态1时更新其周期T-市
ms
同理，根据此种办法推算出相应的单控制器NCS其平均使用寿命为"，由于：M.(2+)/">24/=24">"，因此，基于IA技术的
双控制器网络化控制系统的可靠性更高。 5结语
综上所述，基于IA技术并利用以太网来实现计算机NCS的信息与数据传输，而构建起的双控制器网络化控制系统较单控制网络化控制系统而言，不论是从概率学理论还是运用建模分析，其可靠性均提升了一倍。即，基于IA技术的双控制器网络化控制系统其可靠性更高。参考文献
[1]霍志红.网络化控制系统容错控制研究[D].华中科技大学,2006.[2]马长林.网络化随机控制系统的分析与综合[D].华中科技大学 2006.
作者简介：张锋(1982一),男辽宁营口人,辽宁石化职业技术学院,本科,颈士,讲师,计算机 16