容错理论和方法及其在微机联锁系统中的应用

摘要

容错理论和方法是提高系统可靠性的重要手段.随着现代科学技术的发展,人们对系统可靠性的要求不断提高.基于计算机的现代控制系统容错技术,更是系统设计的关键环节.该文在综合论述各种容错理论、技术的基础上,研究分析了硬件冗余技术实现系统容错的设计方法,提出了容错性能最优综合问题,给出了问题的一般数学描述,启发式求解方法;从基本的物理概念出发,按连续变量平衡提高各级串联环节的容错性能,以充分利用资源的原则,提出最优综合的两个准则,推导出问题在数域上的最优解.硬件冗余技术是利用常规部件实现高容错系统的有效途径.该文给出的最优综合设计方法适用于所有故障独立的串并联系统的容错设计,已在实践中通过验证,成功地应用于微机联锁系统的容错设计,并将结果与其它方案进行了容错性能的分析和比较.该文还较详细地论述了微机联锁系统的软、硬件设计及故障诊断等技术.

目录

文摘

英文文摘

第一章计算机容错技术现状

1.1容错技术的概念

1.2容错技术的发展

1.3容错技术的主要实现方法

1.4容错技术的应用

1.5容错系统的设计

第二章控制系统的容错性能最优综合

2.1容错系统评估技术

2.1.1定量评估的基本参数

2.1.2可靠性分析

2.4容错性能最优综合问题的提出及数学描述

2.4.1问题的提出

2.4.2问题的数学描述

2.5两种启发式综合方法

2.5.1用环节的不可靠度进行设计

2.5.2从资源利用的角度出发进行设计

2.6第一种问题的最优综合

2.6.1单个约束条件

2.6.2多个约束条件

2.7第二种问题的最优综合

第三章微机联锁系统容错结构设计

3.1微机联锁系统概述

3.1.1微机联锁系统的发展与现状

3.1.2微机联锁系统的功能

3.1.3微机联锁系统的常规硬件结构

3.2微机联锁系统容错硬件结构设计

3.2.1常规结构的可靠性

3.2.2容错设计

3.3与K/N(G)系统容错性能的比较

第四章微机联锁系统具体实现

4.1微机联锁系统硬件结构

4.1.1硬件构成

4.1.2通信接口

4.2微机联锁系统软件设计

4.2.1微机联锁系统软件基本结构

4.2.2人机会话层(MMI)软件设计

4.2.3通信协议设计及实现

4.2.4联锁软件的容错设计

4.3双机热备的实现

4.3.1切换开关的设计

4.3.2双机同步

4.4故障诊断

4.4.1故障与故障诊断

4.4.2可信性系统设计

4.4.3微机联锁系统的故障诊断

结束语

致谢

参考文献