基于IA技術雙控制器網絡化控制系統可靠性

張鋒

摘要：在如今的計算機網絡化控制系統中，利用以太網進行信息和數據的傳輸是極為普遍的，基于此并利用智能代理（Intelligent Agent，簡稱IA）技術使雙控制器網絡化控制系統孕育而生。此系統中的各控制系統組件均安裝有相應的計算機，從而構成智能代理體系并通過協作使系統整體任務得以完善，并使系統的整體性能得以提升。

關鍵詞：IA技術 雙控制器 網絡化控制系統 可靠性

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0116-01

1 引言

隨著社會信息化、網絡化的不斷深入，出現了IA技術并成為研發熱點。從而基于IA技術并利用以太網來實現計算機NCS的信息與數據傳輸，從而構建起的雙控制器網絡化控制系統孕育而生，較單控制器NCS而言，雙控制器NCS能使系統可靠性和安全性得以有效的提升。對此，本文就連續性雙控制器NCS對其性能進行相關研究。

2 網絡化控制系統概述

3 雙控制器網絡化控制系統

在基于IA技術并利用以太網來實現計算機NCS的信息與數據傳輸，從而構建起的雙控制器網絡化控制系統中，安裝有相應的計算機于各控制系統組件，從而構成智能代理體系并通過協作使系統整體任務得以完善，進而系統的的穩定性等整體性能得以提升。

在雙控制器網絡化控制系統中，若現行運行的控制器突發故障，則可利用計算機進行遠程控制進行實時切換，利用另一個控制器對NCS進行控制，切換過程中時間極端，對NCS造成的干擾甚是微小。較單控制器NCS而言，其結構模型無太大變化。在雙控制器網絡化控制系統中存在有3個狀態，并運用相應的故障數進行標識，即：0表示所有控制器完好無損；1表示各有一個控制器處于完好無損以及故障狀態；2表示所有控制器均發生故障，并各有一個控制器在維護以及待維護狀態。

4 雙控制NCS的可靠性

根據雙控制NCS運行原理可知：該系統中存在兩個控制器，只要至少有一個控制器完好無損，那整個系統便能正常運行；若系統發生故障則須是兩個控制器同時發生故障。換言之，系統正常運行的理論值為75%，較單控制器系統的50%而言，其可靠性提升了50%。

由圖2可知，兩個控制器在該系統中是通過并聯方式連接，即系統中兩個控制器不會出現相互干擾，若均正常則分別處于運行與儲備狀態；即便是某個控制器出現問題另一個亦能維系系統正常運行，從而為控制器維護提供時間，待維修完善便能處于儲備狀態，以便不時之需；僅只有兩個控制器均出現故障，才會導致控制器不能正常運行。因此，對于該系統可靠性研究可假設：該系統能進行維護且速度較快；儲備狀態的控制器是完好無損的；控制器呈現指數分布，并定義其參數為α（α>0），均值α-1<∞；控制器維護時間為G（t）并呈指數分布；維修風險率函數為μ（t），且u-1<∞（μ>0）。

假如系統在t時刻所處狀態為S（t），則由上可知S（t）的狀態分布服從馬爾科夫過程，其取值范圍，如下圖3表示狀態轉移流程，橢圓與矩形分別表示完好與故障狀態。

綜上所述，令，則系統可靠性指標可表示為：

其中，、和分別表示系統可靠度、瞬間故障頻率以及系統平均使用壽命；當系統處在狀態1時更新其周期。

同理，根據此種辦法推算出相應的單控制器NCS其平均使用壽命為，由于：，因此，基于IA技術的雙控制器網絡化控制系統的可靠性更高。

5 結語

綜上所述，基于IA技術并利用以太網來實現計算機NCS的信息與數據傳輸，而構建起的雙控制器網絡化控制系統較單控制網絡化控制系統而言，不論是從概率學理論還是運用建模分析，其可靠性均提升了一倍。即，基于IA技術的雙控制器網絡化控制系統其可靠性更高。

參考文獻

[1]霍志紅.網絡化控制系統容錯控制研究[D].華中科技大學，2006.

[2]馬長林.網絡化隨機控制系統的分析與綜合[D].華中科技大學，2006.endprint

摘要：在如今的計算機網絡化控制系統中，利用以太網進行信息和數據的傳輸是極為普遍的，基于此并利用智能代理（Intelligent Agent，簡稱IA）技術使雙控制器網絡化控制系統孕育而生。此系統中的各控制系統組件均安裝有相應的計算機，從而構成智能代理體系并通過協作使系統整體任務得以完善，并使系統的整體性能得以提升。

關鍵詞：IA技術 雙控制器 網絡化控制系統 可靠性

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0116-01

1 引言

隨著社會信息化、網絡化的不斷深入，出現了IA技術并成為研發熱點。從而基于IA技術并利用以太網來實現計算機NCS的信息與數據傳輸，從而構建起的雙控制器網絡化控制系統孕育而生，較單控制器NCS而言，雙控制器NCS能使系統可靠性和安全性得以有效的提升。對此，本文就連續性雙控制器NCS對其性能進行相關研究。

2 網絡化控制系統概述

3 雙控制器網絡化控制系統

在基于IA技術并利用以太網來實現計算機NCS的信息與數據傳輸，從而構建起的雙控制器網絡化控制系統中，安裝有相應的計算機于各控制系統組件，從而構成智能代理體系并通過協作使系統整體任務得以完善，進而系統的的穩定性等整體性能得以提升。

在雙控制器網絡化控制系統中，若現行運行的控制器突發故障，則可利用計算機進行遠程控制進行實時切換，利用另一個控制器對NCS進行控制，切換過程中時間極端，對NCS造成的干擾甚是微小。較單控制器NCS而言，其結構模型無太大變化。在雙控制器網絡化控制系統中存在有3個狀態，并運用相應的故障數進行標識，即：0表示所有控制器完好無損；1表示各有一個控制器處于完好無損以及故障狀態；2表示所有控制器均發生故障，并各有一個控制器在維護以及待維護狀態。

4 雙控制NCS的可靠性

根據雙控制NCS運行原理可知：該系統中存在兩個控制器，只要至少有一個控制器完好無損，那整個系統便能正常運行；若系統發生故障則須是兩個控制器同時發生故障。換言之，系統正常運行的理論值為75%，較單控制器系統的50%而言，其可靠性提升了50%。

由圖2可知，兩個控制器在該系統中是通過并聯方式連接，即系統中兩個控制器不會出現相互干擾，若均正常則分別處于運行與儲備狀態；即便是某個控制器出現問題另一個亦能維系系統正常運行，從而為控制器維護提供時間，待維修完善便能處于儲備狀態，以便不時之需；僅只有兩個控制器均出現故障，才會導致控制器不能正常運行。因此，對于該系統可靠性研究可假設：該系統能進行維護且速度較快；儲備狀態的控制器是完好無損的；控制器呈現指數分布，并定義其參數為α（α>0），均值α-1<∞；控制器維護時間為G（t）并呈指數分布；維修風險率函數為μ（t），且u-1<∞（μ>0）。

假如系統在t時刻所處狀態為S（t），則由上可知S（t）的狀態分布服從馬爾科夫過程，其取值范圍，如下圖3表示狀態轉移流程，橢圓與矩形分別表示完好與故障狀態。

綜上所述，令，則系統可靠性指標可表示為：

其中，、和分別表示系統可靠度、瞬間故障頻率以及系統平均使用壽命；當系統處在狀態1時更新其周期。

同理，根據此種辦法推算出相應的單控制器NCS其平均使用壽命為，由于：，因此，基于IA技術的雙控制器網絡化控制系統的可靠性更高。

5 結語

綜上所述，基于IA技術并利用以太網來實現計算機NCS的信息與數據傳輸，而構建起的雙控制器網絡化控制系統較單控制網絡化控制系統而言，不論是從概率學理論還是運用建模分析，其可靠性均提升了一倍。即，基于IA技術的雙控制器網絡化控制系統其可靠性更高。

參考文獻

[1]霍志紅.網絡化控制系統容錯控制研究[D].華中科技大學，2006.

[2]馬長林.網絡化隨機控制系統的分析與綜合[D].華中科技大學，2006.endprint

摘要：在如今的計算機網絡化控制系統中，利用以太網進行信息和數據的傳輸是極為普遍的，基于此并利用智能代理（Intelligent Agent，簡稱IA）技術使雙控制器網絡化控制系統孕育而生。此系統中的各控制系統組件均安裝有相應的計算機，從而構成智能代理體系并通過協作使系統整體任務得以完善，并使系統的整體性能得以提升。

關鍵詞：IA技術 雙控制器 網絡化控制系統 可靠性

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0116-01

1 引言

隨著社會信息化、網絡化的不斷深入，出現了IA技術并成為研發熱點。從而基于IA技術并利用以太網來實現計算機NCS的信息與數據傳輸，從而構建起的雙控制器網絡化控制系統孕育而生，較單控制器NCS而言，雙控制器NCS能使系統可靠性和安全性得以有效的提升。對此，本文就連續性雙控制器NCS對其性能進行相關研究。

2 網絡化控制系統概述

3 雙控制器網絡化控制系統

在基于IA技術并利用以太網來實現計算機NCS的信息與數據傳輸，從而構建起的雙控制器網絡化控制系統中，安裝有相應的計算機于各控制系統組件，從而構成智能代理體系并通過協作使系統整體任務得以完善，進而系統的的穩定性等整體性能得以提升。

在雙控制器網絡化控制系統中，若現行運行的控制器突發故障，則可利用計算機進行遠程控制進行實時切換，利用另一個控制器對NCS進行控制，切換過程中時間極端，對NCS造成的干擾甚是微小。較單控制器NCS而言，其結構模型無太大變化。在雙控制器網絡化控制系統中存在有3個狀態，并運用相應的故障數進行標識，即：0表示所有控制器完好無損；1表示各有一個控制器處于完好無損以及故障狀態；2表示所有控制器均發生故障，并各有一個控制器在維護以及待維護狀態。

4 雙控制NCS的可靠性

根據雙控制NCS運行原理可知：該系統中存在兩個控制器，只要至少有一個控制器完好無損，那整個系統便能正常運行；若系統發生故障則須是兩個控制器同時發生故障。換言之，系統正常運行的理論值為75%，較單控制器系統的50%而言，其可靠性提升了50%。

由圖2可知，兩個控制器在該系統中是通過并聯方式連接，即系統中兩個控制器不會出現相互干擾，若均正常則分別處于運行與儲備狀態；即便是某個控制器出現問題另一個亦能維系系統正常運行，從而為控制器維護提供時間，待維修完善便能處于儲備狀態，以便不時之需；僅只有兩個控制器均出現故障，才會導致控制器不能正常運行。因此，對于該系統可靠性研究可假設：該系統能進行維護且速度較快；儲備狀態的控制器是完好無損的；控制器呈現指數分布，并定義其參數為α（α>0），均值α-1<∞；控制器維護時間為G（t）并呈指數分布；維修風險率函數為μ（t），且u-1<∞（μ>0）。

假如系統在t時刻所處狀態為S（t），則由上可知S（t）的狀態分布服從馬爾科夫過程，其取值范圍，如下圖3表示狀態轉移流程，橢圓與矩形分別表示完好與故障狀態。

綜上所述，令，則系統可靠性指標可表示為：

其中，、和分別表示系統可靠度、瞬間故障頻率以及系統平均使用壽命；當系統處在狀態1時更新其周期。

同理，根據此種辦法推算出相應的單控制器NCS其平均使用壽命為，由于：，因此，基于IA技術的雙控制器網絡化控制系統的可靠性更高。

5 結語

綜上所述，基于IA技術并利用以太網來實現計算機NCS的信息與數據傳輸，而構建起的雙控制器網絡化控制系統較單控制網絡化控制系統而言，不論是從概率學理論還是運用建模分析，其可靠性均提升了一倍。即，基于IA技術的雙控制器網絡化控制系統其可靠性更高。

參考文獻

[1]霍志紅.網絡化控制系統容錯控制研究[D].華中科技大學，2006.

[2]馬長林.網絡化隨機控制系統的分析與綜合[D].華中科技大學，2006.endprint