光伏控制系统中冗余技术的研究与应用

本文主要针对双机冗余的故障检测及自动判决等关键技术进行研究,提出了一种双DSP冗余结构的光伏控制器的设计方案。以TI公司的控制芯片TMS320F2812为核心,研究并实现了双DSP冗余结构的光伏控制系统,双DSP分担处理信号并且互为备份,通过检测各自的关键信号来判断故障状态,并能迅速通知备份DSP做出切换;解决了传统冷备份系统冗余切换速度慢、数据采样频率低的缺点,减少了系统的故障时间,提高了系统的可靠性与稳定性。实验结果表明该方案可行且有效。     

基于VxWorks的实时双冗余系统设计

阐述了基于VxWorks操作系统下的CPCI总线实时计算机双机冗余的特点。从增加实时计算机系统可靠性的角度对实时计算机进行了双冗余总体设计。结合软硬件实现了双冗余实时计算机输入、输出接口的逻辑控制,给出了故障监测、智能切换的硬件与软件框图。最后略述了基于VxWorks操作系统下的CPCI总线实时双冗余计算机在自动控制系统中的应用情况。     

基于冗余容错技术的轨道运输监控终端的设计

文章研究和设计了一种基于8位Freescale单片机、系统供电和隔离供电相结合、现场总线技术和串行通信技术一体化的本质安全型轨道运输监控终端。该终端采用基于冗余容错的设计方法,实现了对轨道道岔的状态采集和转动控制、故障检测和报警,并将信息上报地面监控中心。现场实验表明,该监控终端工作稳定,具有较好的实时性和可靠性。     

安全型偏极继电器的工作原理和常见故障及解决措施

随着信息技术的发展,安全型继电器作为铁路信号系统中的主要器件,其在运用中的安全可靠日益成为各种信号设备的必要条件.在长期基层继电器检修实践的基础上,笔者发现安全型偏极继电器作为继电器的主要类型,在设备性能、故障频率、故障状况及检修要求上,都有一些容易疏忽并不易处理之处.本论述通过对安全型偏极继电器的工作原理和常见故障的分析,辅以继电器检修操作规范的阐释,对偏极继电器最常见的工作值大、释放值小、反向电压不足200 V引起的各种故障进行了梳理,并一一给出了解决措施,对于提高继电器检修质量、防范电务信号设备风险、确保行车安全具有重要意义.     

安全型时间继电器常见故障及解决措施

随着信号技术的发展,在铁路信号电路中起信号开关作用的安全型继电器得到大量地运用。因此,分析安全型继电器的故障原因尤为重要,只有了解了故障原因,采取相应的解决措施,才能更好地为铁路运输服务。     

RAID的设备故障与系统可靠性

在讨论冗余磁盘阵列（ＲＡＩＤ—ＲｅｄｕｎｄａｎｔＡｒｒａｙｏｆＩｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅＤｉｓｋｓ）的故障容错机理的基础上，研究了设备故障对ＲＡＩＤ系统可靠性的影响。其平均持续正常工作时间和系统在线修复设备故障容许的平均间隔时间的计算结果表明，只要在一定的容许时间内替换或修复故障磁盘，系统可保持持续正常工作状态。     

冗余OPC客户端的数据采集系统研究

OPC全称是OLE for Process Control,它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁.目前,在很多数据集成系统中,都采用OPC技术来做为数据集成的通道.但是由于OPC客户端和OPC服务器之间是通过双绞线来连接的,难免会出现连接故障,从而导致整个系统停运.为了提高数据集成系统的健壮性,设计了一种通过软件实现的冗余OPC数据采集系统,通过客户端层次的冗余方式,以确保系统的安全运行.提出的双OPC客户端同时运行的"热备"冗余系统,具有切换快速、无扰动、易于开发等特点.     

基于随机Petri网的冗余备份系统可信赖性研究

可信赖性的度量能客观反映冗余备份系统的可信性,是评价冗余系统服务能力的主要准则.随机Petri网(SPN)对系统的并发性、异步性和不确定性具有很强的动态分析能力,特别适合系统建模和可信赖性分析.讨论了冗余备份系统的概念及其随机Petri网描述,采用SPN对冗余备份系统进行建模和分析,在模型分析的基础上给出冗余备份系统的可靠性、可用性、可生存性、平均故障间隔时间等各种可信赖性重要指标.实例研究表明备份部件所处不同的状态会导致冗余备份系统具有不同的可用性.     

多机网络式火控系统的容错控制方法

针对网络仿真火控系统进行了容错技术研究，提出了具有一定普遍性的双机热备份冗余容错设计方案，并由硬件系统加以实现，该容错技术解决了一般双机冗余系统较难解决的故障机定位问题，并且加快了故障检测，故障机诊断，切换的速度。     

捷联惯性冗余测量单元可靠性分析

冗余技术能显著提高捷联惯性导航系统可靠性和精度.文中介绍并分析了基于可靠性提高的惯性测量组合(IMU)的冗余配置方案,并介绍了基于不同冗余配置方案的故障检测与隔离(FDI)方法.从工程角度出发,分析了冗余IMU内部各关键部件的可靠性.通过对不同结构配置的IMU进行仿真,证明了冗余IMU可靠性的优越性.     

自适应冗余第2代小波设计及齿轮箱故障特征提取

针对强噪声背景下齿轮箱故障特征的提取问题,设计了一种提取该类信号时域特征的自适应冗余第2代小波.采用基于数据的优化算法设计每层小波分解的初始预测器和更新器,然后通过对初始预测器和更新器进行插值补零运算,来获得冗余预测器和更新器.第2代小波不需要剖分运算,利用冗余预测器和更新器直接对每层逼近信号进行预测和更新运算,能较好地保留信号的时域特征.采用第2代小波较理想地提取出了齿轮箱发生摩擦故障时的时域调制波形和周期性冲击脉冲,并对得到的细节和逼近信号进一步进行包络解调,从而分离出了故障调制源频率.结果表明,自适应冗余第2代小波对噪声背景下齿轮箱故障特征的提取效果优于其他小波.     

嵌入式存储器的内建自测试和内建自修复

指出内建自测试是嵌入式存储器测试的一种有效方法 ,对该领域的研究情况进行了评述 .总结了存储器传统的故障模型 ,重点讨论了诱导故障分析方法以及读干扰故障、错误读等新的故障模型 .详细分析了嵌入式存储器的典型内建自测试方案 ,讨论了在内建自测试电路中增加内建冗余分析、内建故障诊断和内建自修复等功能的可行性 .     

冗余技术提高电气控制系统可靠性的研究

研究开发冗余技术是提高电气控制系统可靠性的一条重要途径．研究了系统平均故障时间MTBF与系统可靠度R(t)的关系,并推论出冗余系统和热后备冗余系统的MTBF与故障率的关系,并由此提出了几种单元的比较合理的冗余结构设计．     

双馈风力发电机的建模与故障状态研究

目前,双馈电机在风力发电中得到大量应用,双馈电机的建模和故障研究对于风机的故障诊断有重要的参考价值.文章首先介绍了一种针对双馈电机的矢量控制方法,并在PSCAD/EMTDC中建立了包含两台双馈电机的馈线测试模型,用以模拟含风机的电网系统.同时对系统中一台风机出现部分失磁、全失磁故障进行了仿真,研究分析了故障出现到故障切除整个过程中风机自身的暂态性能以及对整个系统的影响.     

自适应冗余多小波及其在故障诊断中的应用

针对机械设备在运行过程中萌生的故障尚在特征不明显、特征信息微弱且往往被机械设备运行过程中的强噪声所淹没等给故障特征提取与故障定位带来了很大困难,提出了自适应冗余多小波的故障诊断方法.基于Chui-Lian多小波,依据信号特点采用两尺度相依变换方法,以谱熵最小为优化目标、遗传算法为优化方法,实现了冗余多小波的自适应构造.同时,对振动信号进行了冗余多小波分解,从而实现了对故障的准确定位及特征提取.将提出的方法应用于滚动轴承的故障分析和烟汽轮机的碰摩故障诊断中,结果显示,该方法可以有效地提高对机械设备在运行中产生故障的诊断能力.对比结果表明,该方法明显地优于传统的傅里叶变换、Db6单小波变换和原始CL3多小波变换等方法.     

基于多功能车辆总线的网络系统冗余设计

针对多功能车辆总线网络系统的可靠性问题,采用二模热冗余方法进行多功能车辆总线(MVB)网络冗余环型设计,并提出相应的介质冗余协议;对多功能车辆总线冗余环型网络的可靠性进行理论分析,并基于OMNeT++仿真平台建立多功能车辆总线冗余环型模型,对介质冗余协议进行仿真测试.测试结果表明,当多功能车辆总线网络系统出现故障时,介质冗余协议能实时可靠地进行总线替换,有效提高了多功能车辆总线网络系统的可靠性.     

气动AMT系统故障诊断研究

为增强机械式自动变速器(AMT)故障诊断和容错运行能力,提高系统可靠性和稳定性,研究气动AMT故障诊断系统.以应用于重型商用车的12挡气动AMT系统为平台,采用信号检测、解析冗余、实时跟踪的诊断方法及冗余替代、开环控制、反馈量更换的容错处理方法,开发了遵循ISO15765协议的故障诊断系统.试验证明,所设计故障诊断系统能及时监测、判断气动AMT系统故障,并可采取有效容错措施,保证故障车辆的行驶能力.     

列控系统中数据通信子系统可靠性研究

列控系统中数据通信子系统的可靠性对于保障列车安全高效运营具有重要作用.利用马尔可夫模型,综合了随机信道恶化,越区切换、无线接入设备故障等无线信道失效因素,提出了数据通信子系统非冗余结构和冗余结构的可靠性模型,分析了不同的数据通信系统结构对可靠性能的影响.同时,给出了列车运行速度与系统可用性指标的相互关系.分析结果显示,冗余结构的数据通信子系统有效提高了通信系统的可靠性;冗余结构的系统可用性指标比非冗余结构提高了大约两个数量级,达到99.99%;冗余结构有效消除了列车越区切换对系统可靠性能的影响.     

西门子PCS7系统在加热炉控制中的应用

介绍了利用SIEMENS公司的过程控制系统PCS7V6. 0完成加热炉热工控制的方法,阐述了控制系统的软硬件配置、控制系统完成的功能和控制的难点与实现。整个加热炉控制系统配置为双CPU冗余,采用冗余环形工业以太网、欧洲流行的PROFIBUSDP现场总线和分布式I/OET200M结构。采用PROFIBUS-DP协议的ET200MI/O站冗余通讯接口和电缆,实现与双控制器(CPU)的冗余通讯。     

大功率逆变器的键合图模型及故障诊断方法

大功率逆变器是风力发电机组中主要的变流装置之一,也是故障发生比较多的装置.提出将键合图与解析冗余方法相结合的故障诊断方法,建立元器件的键合图故障诊断模型、故障解析冗余关系及特征矩阵,通过观测矩阵和特征矩阵的对比,进行系统的故障检测.在20-sim软件中的仿真实验结果表明该方法对于大功率逆变器的故障诊断具有良好的便捷性和有效性.