容錯技術論文精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的容錯技術論文主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：容錯技術論文范文
1 引言
數字硬件電路設計越來越精密，但其故障的檢測也越來越難。而數字電路的設計大都是用VHDL語言來描述的，因此提出了一個在VHDL描述中自動插入故障容錯結構的工具。采用這種工具來做容錯電路的設計，用戶可以根據不同的需求在VHDL源碼級自動做電路故障容錯設計。
2 電路源碼級故障容錯的插入工具
數字電路自動化實現故障容錯，也就是在用VHDL語言設計數字電路時，自動化的加入故障容錯結構，并且最后得到具有容錯功能的VHDL描述的數字電路。這個自動化的過程用一個工具來實現，也就是故障容錯結構自動插入工具。該工具由六部分組成，如圖1所示。
VHDL源碼經過分析器轉化成一種特殊的中間數據格式，存儲在設計庫中；這種數據格式以有向無環圖（DAG）的形式組織起來，保存了VHDL完整的語義信息。用戶通過用戶接口輸入某些信息，來定位所需容錯的關鍵部件及從故障容錯器選擇所用的容錯器件。容錯后的數據重新送回到設計庫中，用反編譯系統再次恢復成VHDL代碼。本文對基于硬件冗余技術對源碼級容錯結構插入過程進行闡述。
3 硬件冗余技術
硬件冗余技術采用在系統中多加的硬件資源，包括被動冗余、主動冗余及主被動相結合三種形式。
被動冗余又稱為靜態冗余（Masking Redundancy ），它不改變系統的結構，靠附加的元器件來屏蔽掉故障元器件的作用。常用的被動冗余稱為三模冗余（Triple Modular Redundancy， TMR）結構。系統由相同功能的三個模塊及表決器構成，三個相同模塊同步運行，三個模塊的輸出作為表決器的輸入，系統的輸出是多數表決的結果。
所謂的主動冗余技術，就是能讓系統配置動態的改變，從而消除故障對系統的影響，同時補充系統冗余。當系統模塊發生故障時，依靠存儲多個模塊和故障檢測機構，通過系統內部的一次重組來切除或替換故障模塊。
4 硬件冗余的插入過程
數字電路設計者在使用該工具時，首先需要編寫電路的VHDL源碼、同時要提供采用的容錯技術類型及想要的容錯的位置（設計單元名和需復制的對象名）這些信息。
此處假定需要容錯的位置是：設計單元A，需復制的對象RESULT，而容錯技術采用硬件被動冗余中的三模冗余技術。插入技術主要由以下過程來實現。
4.1 三個新信號的拷貝
如圖2所示，首先通過設計庫的search（pname，sname）函數從庫中找到用戶所輸入的設計單元A，然后再使用符號表的 search（object_name，global）函數從符號表中查找目標對象RESULT，進行相對應的屬性修改后，清空temp。經過這些步驟后，完成了三模冗余技術所需要的新對象的聲明。
4.2 語句的復制
如圖3所示，該流程圖是對于語句的修改。
經過上面的步驟，完成了三模冗余技術的對象復制部分，將這些信息修改完成后再返存入設計庫中，實現了在數字電路的VHDL源碼級進行故障容錯結構的插入。
5 結語
利用自動化工具在數字電路的VHDL源碼級進行故障容錯結構的插入，能夠有效的提高設計者的工作效率。
參考文獻
[1]徐拾義.容錯計算系統[M].武漢：武漢大學出版社，2010.
[2]L.Entrena，C.Lopez，E.Olias.Automatic insertion of fault-tolerant structures at the RT level.7th IEEE Int.On-Line Testing workshop，July 2001，48-50.
[3]齊星剛.VDHL編譯器設計技術研究[D]. [碩士學位論文].成都：四川大學，2013.
[4]Isabel Gonzalez，LuisBerrojo. Supporting fault tolerance in an industrial environment：the AMATISTA approach.7th IEEE Int.On-Line Testing workshop，July 2001，178-183.
第2篇：容錯技術論文范文
他是享譽國內外的知名教授。作為一名科研尖兵，他在國內外率先開展了多變量模糊-神經自適應控制方法研究并引領此方向開展了近20 年的研究。已經指導畢業博士后、博士研究生，畢業碩士生近百人，其中1人獲得全國百篇優秀博士論文提名獎、2人獲得省優秀博士論文獎，3人入選教育部“新世紀優秀人才支持計劃”。張化光作為國內外智能控制的領軍人物之一，2010年入選“遼寧省院士人選培養工程”，目前是遼寧省控制學科為數不多的幾名教育部長江學者特聘教授和國家杰出青年科學基金獲得者之一。
從1991年開始，張化光在國內外率先開展了多變量模糊-神經自適應控制方法研究，發表了多篇學術論文。特別是提出了基于模糊-神經辨識的廣義預測自適應控制方法，并于1993年出版了國內外第一本結合神經網絡技術實現模糊自適應控制的學術專著《復雜系統的模糊辨識與模糊自適應控制》。經過近20年的研究，發表了一系列關于模糊-神經辨識、建模、動態特性分析、狀態或網絡傳輸時滯分析、模糊-神經優化、自適應控制器設計等研究成果，在國際上引起了許多后續研究。著名國外學者R. Belohlavek、E. N. Sanchez、S. Arik等都對張化光在多變量模糊-神經自適應控制領域的開創性工作給予好評。同時，張化光也被推舉擔任IEEE 計算智能學會的自適應優化技術局主席。他的學術研究成果先后獲得2008年遼寧省自然科學一等獎，2010年度教育部自然科學一等獎。
近20年來，他一直堅持扎扎實實地做本科教學和研究生教學工作。張化光不只在戰略方面給學生指導，在細節方面也從不放過。每個學生發表的論文都要經過他的審查，從文字的推敲，表達式的演算到結構的安排組合，他都給予充分的重視。目前張化光已經指導博士后10名（6名已經出站），畢業博士生20人（其中留學生2人），畢業碩士生60多人，很多人都已成長為各單位的杰出人才。
張化光不僅在教學中注重培養方法，在生活上也重視對學生的人文關懷。2010年5月，他把當選沈陽市特等勞動模范所獲得的一萬元獎金全部捐贈給優秀的貧困學生，幫助他們順利完成學業。
在眾多科研成果中，張化光負責開發的流體輸送管網的實時數據采集分析方法、高精度泄漏檢測定位技術和面向節能的復雜配電網監測控制與實時故障診斷系統已規模化生產，廣泛應用于中石油和中石化公司的56個輸油子站和11個省份的86家集控子站和電廠，每年創造直接經濟效益過億元，對企業自動化水平和生產效率的提高及相關技術的科技進步產生了積極、深遠的影響，提升了我國在故障診斷、容錯和監測控制領域的技術水平和國際地位。
第3篇：容錯技術論文范文
論文摘要:近年來，隨著鐵路事業的跨越式發展，對機車信號設備顯示的準確性和工作的可靠性提出了更高的要求，機車信號正朝著主體化的方向發展。但是，由于機車信號的工作環境是十分惡劣的，機車信號的應該更多地考慮容錯技術。
1 概述
隨著既有線提速和高速鐵路和客運專線的建設，列車運行速度越來越高，對機車信號的要求也越來越高，機車信號的地位也不斷提高。鐵路新《技規》明確規定:“作為行車憑證的機車信號為主體機車信號，是由車載信號和地面信號設備共同構成的系統，必須符合故障導向安全原則，車載設備應具有運行數據記錄的功能;地面信號設備應能提供正確信息。”主體化機車信號就是能夠滿足主體機車信號要求的機車信號系統。主體機車信號將徹底改變以往機車信號只能作為輔助信號，簡單地復示地面信號機顯示的地位。
2 主體機車信號的組成與功能
主體化機車信號是一個系統工程，是由車載設備(機車信號)和傳輸通道(軌道電路)構成的一個完整的系統。傳輸通道(軌道電路)保證傳遞信息的準確性、連續性、唯一性;保證傳遞功率的可靠性，為接收設備創造良好的接收環境。車載保證譯碼的正確性，在惡劣環境下工作的高可靠性，各種信息的記錄分析功能，以及故障導向安全的性能。
3 主體機車信號安全冗余系統
原先的機車信號一般是作為行車的輔助信號使用的。隨著我國鐵路的跨越式發展，列車運行速度的提高，機車信號已經不再作為簡單的輔助信號，而逐漸發展成為控指揮列車運行的主體信號。但是由于機車信號的工作環境十分惡劣，為了保證機車信號的安全性、可靠性，我國目前使用主體機車信號系統應用了多項容錯冗余技術。
3.1 雙套主機板熱備冗余結構
為了保證系統工作的安全性、可靠性，機車信號的主機板采用了雙套熱備工作方式的冗余結構。
3.2 DSP二取二容錯安全結構
每一個仲裁微處理器對兩路譯碼輸出結果按照仲裁原則進行碼型判決，兩路仲裁微處理器通過串口對各自仲裁的結果進行比較，當結果一致時，控制輸出。如輸出結果確實不一致，則禁止輸出，并立即退出工作狀態。此時認定這一塊主機板發生故障，主機切換到熱備板工作輸出。
3.3 具有自檢測功能的雙套傳感器
機車信號線圈安裝在機車的走行部位，受損壞的幾率很高，所以對傳感器的冗余設計十分必要。
每只傳感器都有2套主繞組和1套副繞組(檢測線圈)。左、右兩端I線圈串聯使用，作為I路隔離放大的輸入;左、右兩端II線圈串聯使用，作為II路隔離放大的輸入。左，右兩端III線圈串聯作為自檢測信號互感線圈。在主機運行過程中，控制CPU不間斷的發出自檢測信號，通過傳感器本身的磁棒感應到2套主繞組，每套主繞組均接收軌道電路信號和自檢測信號，各自與主機的DSP子系統構成獨立的數據分析系統。
兩套主CPU板在解碼時首先從疊加的信號中分離出自檢測信號和軌道電路信號，當檢測到正確的自檢測信號時，表明I、II路線圈工作正常，分析CPU板使用I路軌道電路信號作為輸入。一旦I路自檢測信號不存在，說明該路線圈故障，分析CPU板即實施不間斷熱切換，選擇II路的軌道電路信號作為輸入，同時給出故障信息，以備查詢、修復。
如果由于自檢測線圈自身的故障或自檢測信號因故未發送出，那么3個分析CPU板在未檢測到自檢測信號的情況下，對各自A/D轉換器的兩個通道的采樣信號進行分析判別，如果兩路信號都滿足要求，任選其中一路作為輸入信號;若其中一路因故障無信號輸入或信號特性不滿足要求，則分析CPU會選擇特性好的進行運算分析，從而確保了系統的可靠性與安全性。
4 結束語
主體化機車信號系統還應用了一些其他的新技術，如多種的總線技術、新型顯示器、新型電源等。正是由于這些新技術的應用，實現了具有高可靠性和高安全性的主體化機車信號，才使得機車信號成為主體化信號成為了可能。
參考文獻:
[1] 傅彧，王小明，徐曄，等.微計算機信息.DSP在機車信號處理中的應用. 2005.
[2] 文小偉.中國西部科技.高速鐵路實現機車信號主體化的解決方案. 2005.
[3] 徐建華.鐵道通信信號.機車信號記錄器數據分析處理系統的設計與實現. 2006.
第4篇：容錯技術論文范文
關鍵詞性能對比感知器BP網絡霍普菲爾德網絡字符識別
1引言
人工神經網絡是在人類對其大腦神經網絡認識理解的基礎上人工構造的能夠實現某種功能的神經網絡。 它是理論化的人腦神經網絡的數學模型，是基于模仿大腦神經網絡結構和功能而建立的一種信息處理系統。因其自組織、自學習能力以及具有信息的分布式存儲和并行處理，信息存儲與處理的合一等特點得到了廣泛的關注，已經發展了上百種人工神經網絡。
一般來說，人工神經網絡從結構上可分為兩種:前向網絡和反饋網絡。典型的前向網絡有單層感知器、BP網絡等，反饋網絡有霍普菲爾德網絡等[1]。
人工神經網絡已經被廣泛應用于模式識別、信號處理、專家系統、優化組合、智能控制等各個方面，其中采用人工神經網絡進行模式識別具有一些傳統技術所沒有的優點:良好的容錯能力[2j、分類能力、并行處理能力和自學習能力，并且其運行速度快，自適應性能好，具有較高的分辨率。單層感知器、BP網絡和霍普菲爾德網絡均可以用于字符識別。
本文通過具體采用感知器網絡、BP網絡和霍普菲爾德反饋網絡對26個英文字母進行識別的應用，通過實驗給出各自的識別出錯率，通過比較，可以看出這3種神經網絡的識別能力以及各自的優缺點。
2 字符識別問題描述與網絡識別前的預處理
字符識別在現代日常生活的應用越來越廣泛，比如車輛牌照自動識別系統[3，4]，手寫識別系統[5]，辦公自動化等等[6]。畢業論文 本文采用單層感知器、BP網絡和霍普菲爾德網絡對26個英文字母進行識別。首先將待識別的26個字母中的每一個字母都通過長和寬分別為7×5的方格進行數字化處理，并用一個向量表示。其相應有數據的位置置為1，其他位置置為O。圖1給出了字母A、B和C的數字化過程，其中最左邊的為字母A的數字化處理結果所得對應的向量為:IetterA~「00100010100101010001111111000110001〕’，由此可得每個字母由35個元素組成一個向量。由26個標準字母組成的輸人向量被定義為一個輸人向量矩陣alphabet，即神經網絡的樣本輸人為一個35×26的矩陣。其中alphabet=[letterA，letterB，lettere，……letterZj。網絡樣本輸出需要一個對26個輸人字母進行區分輸出向量，對于任意一個輸人字母，網絡輸出在字母對應的順序位置上的值為1，其余為O，即網絡輸出矩陣為對角線上為1的26×26的單位陣，定義target=eye(26)。
本文共有兩類這樣的數據作為輸人:一類是理想的標準輸人信號;另一類是在標準輸人信號中加上用MATLAB工具箱里的噪聲信號，即randn函數。
3 識別字符的網絡設計及其實驗分析
3.1單層感知器的設計及其識別效果
選取網絡35個輸人節點和26個輸出節點，設置目標誤差為0.0001，最大訓練次數為40。設計出的網絡使輸出矢量在正確的位置上輸出為1，在其他位置上輸出為O。醫學論文 首先用理想輸人信號訓練網絡，得到無噪聲訓練結果，然后用兩組標準輸入矢量加上兩組帶有隨機噪聲的輸人矢量訓練網絡，這樣可以保證網絡同時具有對理想輸人和噪聲輸人分類的能力。網絡訓練完后，為保證網絡能準確無誤地識別出理想的字符，再用無噪聲的標準輸入訓練網絡，最終得到有能力識別帶有噪聲輸人的網絡。下一步是對所設計的網絡進行性能測試:給網絡輸人任意字母，并在其上加人具有平均值從。~0.2的噪聲，隨機產生100個輸人矢量，分別對上述兩種網絡的字母識別出錯率進行實驗，結果如圖2所示。其中縱坐標所表示的識別出錯率是將實際輸出減去期望輸出所得的輸出矩陣中所有元素的絕對值和的一半再除以26得到的;虛線代表用無噪聲的標準輸人信號訓練出網絡的出錯率，實線代表用有噪聲訓練出網絡的出錯率。從圖中可以看出，無噪聲訓練網絡對字符進行識別時，當字符一出現噪聲時，該網絡識別立刻出現錯誤;當噪聲均值超過0.02時，識別出錯率急劇上升，其最大出錯率達到21.5%。由此可見，無噪聲訓練網絡識別幾乎沒有抗干擾能力。而有噪聲訓練出的網絡具有一定的抗干擾能力，它在均值為。~0.06之間的噪聲環境下，能夠準確無誤地識別;其最大識別出錯率約為6.6%，遠遠小于無噪聲訓練出的網絡。
3.2BP網絡的設計及其識別效果
該網絡設計方法在文獻[lj中有詳細介紹。網絡具有35個輸人節點和26個輸出節點。目標誤差為0.0001，采用輸人在(0，l)范圍內對數S型激活函數兩層109519/109519網絡，隱含層根據經驗選取10個神經元。和單層感知器一樣，分別用理想輸人信號和帶有隨機噪聲的輸人訓練網絡，得到有噪聲訓練網絡和無噪聲訓練網絡。由于噪聲輸人矢量可能會導致網絡的1或o輸出不正確，或出現其他值，所以為了使網絡具有抗干擾能力，在網絡訓練后，再將其輸出經過一層競爭網絡的處理，使網絡的輸出只在本列中的最大值的位t為1，保證在其他位置輸出為O，其中網絡的訓練采用自適應學習速率加附加動量法，在MATLAB工具箱中直接調用traingdx。在與單層感知器相同的測試條件下對網絡進行性能測試，結果如圖3所示。其中虛線代表用無噪聲訓練網絡的出錯率，實線代表用有噪聲訓練網絡的出錯率。從圖中可以看出，在均值為o一0.12之間的噪聲環境下，兩個網絡都能夠準確地進行識別。在0.12~0.15之間的噪聲環境下，由于噪聲幅度相對較小，待識別字符接近于理想字符，故無噪聲訓練網絡的出錯率較有噪聲訓練網絡略低。當所加的噪聲均值超過。.15時，待識別字符在噪聲作用下不再接近于理想字符，無噪聲訓練網絡的出錯率急劇上升，此時有噪聲訓練網絡的性能較優.
轉貼于 3.3離散型，霍普菲爾德網絡的設計及其識別效果
此時網絡輸人節點數目與輸出神經元的數目是相等的，有r=s=35，采用正交化的權值設計方法。在MATLAB工具箱中可直接調用函數newh叩.m。要注意的是，由于調用函數newhoP.m，需要將輸人信號中所有的。英語論文 變換為一1。如letterA~[一1一11~1-1一11一11一l一11一11一11一1一1一11111111一l一l一111一1一1一11〕’。設計離散型霍普菲爾德網絡進行字符識別，只需要讓網絡記憶所要求的穩定平衡點，即待識別的26個英文字母。故只需要用理想輸人信號來訓練網絡。對于訓練后的網絡，我們進行性能測試。給網絡輸入任意字母，并在其上加人具有平均值從。~0.5的噪聲，隨機產生100個輸人矢量，觀察字母識別出錯率，結果如圖4所示。從圖中可以看出，在均值為0~0.33之間的噪聲環境下，網絡能夠準確地進行識別。在0.33~0.4之間的噪聲環境下，識別出錯率不到1%，在0.4以上的噪聲環境下，網絡識別出錯率急劇上升，最高達到大約10%。可以看出，該網絡穩定點的吸引域大約在0.3~。.4之間。當噪聲均值在吸引域內時，網絡進行字符識別時幾乎不出錯，而當噪聲均值超過吸引域時，網絡出錯率急劇上升。
4結論
本文設計了3種人工神經網絡對26個英文字母進行了識別。可以看出，這3種人工神經網絡均能有效地進行字符識別，并且識別速度快，自適應性能好，分辨率較高。由圖2和圖3可以看出，單層感知器的有噪聲訓練網絡在均值為O~0.06之間的噪聲環境下可以準確無誤的識別，而有噪聲訓練的BP網絡可以在o~0.12之間的噪聲環境下準確無誤的識別，故BP絡網絡容錯性比單層感知器的容錯性好;此外，噪聲達到0.2時，單層感知器的有噪聲訓練網絡的識別出錯率為6.6%，而有噪聲訓練的BP網絡的識別出錯率為2.1%，故BP網絡比單層感知器識別能力強。另外，由圖2、圖3和圖4可以看出，這3種網絡中霍普菲爾德網絡識別率最高，它在噪聲為0.33以前幾乎不會出錯，BP網絡次之，感知器最差。
通過設計、應用與性能對比，我們可得單層感知器網絡結構和算法都很簡單，訓練時間短，但識別出錯率較高，容錯性也較差。BP網絡結構和算法比單層感知器結構稍復雜，但其識別率和容錯性都較好。霍普菲爾德網絡具有設計簡單且容錯性最好的雙重優點。因此，我們應根據網絡的特點以及實際要求來選擇人工神經網絡對字符進行識別。 參考文獻
[1]叢爽.面向MATLAB工具箱的神經網絡理論與應用「M.合肥:中國科學技術大學出版社，2003.
[2]武強，童學鋒，季雋.基于人工神經網絡的數字字符識別[J].計算機工程，2003，29(14):112一113.
[3]廖翔云，許錦標，龔仕偉.車牌識別技術研究[J].徽機發展，2003，13:30一35.
[4]李中凱，王效岳，魏修亭.BP網絡在汽車牌照字符識別中的應用[J].東理工大學學報，2004，18(4):69一72.
第5篇：容錯技術論文范文
關鍵詞：電力調度 自動化系統 方案
1.引言
電力系統調度控制的基本任務在于保證系統的安全運行，以質量合格的電能滿足用戶用電的需要，并使發電成本為最低。傳統的電力系統調度控制中心需要采集和處理的數據數量多，實時性差，已無法滿足要求。特別是在事故情況下，喪失時機可能就會造成極大的危害。科學技術的發展為調度自動化提供了有力的支持，使用電子計算機對電力系統進行監視和控制實現電網調度自動化系統，調度自動化系統收集、處理電網運行實時信息，通過人機聯系系統把電網運行狀況集中而有選擇的顯示出來進行監控。運行人員可借此統觀全局，集中全力指揮全網安全、經濟和優質運行。
2. 電力調度自動化系統方案框架
電力調度自動化系統目標在于提高電網安全運行水平，提高故障恢復能力、切實減少損失。調度自動化系統應使其具有數據采集和監視、控制(SCADA)的功能，但在具體實施過程中應根據調度職責范圍、調度自動化現狀、基礎設備自動化條件，按照由低至高的、由易到難的原則恰當確定總體功能。
系統實現開放的全組態的調度綜合自動化系統，不但使畫面，后臺語言具有可組態性，而且使數據采集設計也具有可組態性，實現以上能力的根本原因在于系統抽象了設備通道和通訊規約層次，具體實現框架如下圖所示：
系統實現基于用戶的要求構造滿意的人機界面，常用的構造人機界面的美工工具都具有動畫屬性，包括“顏色、大小、位置、文本、角度、閃爍、隱藏”等屬性，這些屬性可以簡單地與以監控變量或內存變量為參數的表達式連接，系統提供高效的畫面刷新機制，保證圖形元素屬性隨變量表達式屬性的變化而變化；系統提供獨立功能的控件用于顯示系統的報警信息，曲線棒圖等，這些控件也可以以某種單位與監控點變量或表達式及其歷史數據庫連接，完成有關的查詢和顯示功能。系統的基本圖形元素、控件等還可形成滿意的人機界面，達到對RTU、智能儀表、板卡以及程序流程等的控制，可以達到采用通用語言編程的效果和滿意程度。
3.SCADA系統可靠性提升措施
為了提高系統的可靠性，自動化系統主站網絡采用以太網結構、主機工作站、前置機和網絡服務器均通過各自所配網卡的RJ-45插座連至網絡集線器（HUB）上，雙機切換柜分別與兩臺前置機中的多口智能接口相連，MODEM與雙機切換柜線中一對一相連，具體提升措施如下：
(1)網絡形式多種多樣，如EtherNet、FDDI或ATM等都可使用。
(2)單網、雙網、低速網、高速網可以任意方式進行組合。系統支持靈活的網絡配置，可以是單低速網、單高速網，可以是低速和高速雙網混用，也可以是雙高速網。
(3)采取網絡冗余熱備份。系統正常運行時，兩個網絡上都傳輸有用數據，并且兩個網絡上的數據流量保持動態平衡。當一個網絡工作不正常時，系統將自動地通過另一網絡傳輸所有數據。當故障網絡恢復正常時，雙網絡將自動恢復到流量的動態平衡狀態。從嚴格意義上來說，此系統的網絡切換實際上是網絡傳輸功能的彈性伸縮，網絡本身對系統是透明的，雙網絡并無主、備之分。
(4)支持標準的網絡接口，可以方便地與其它系統如MIS等進行互聯。
(5)易于與上級或下級調度組成廣域網，進行網絡數據交換，支持遠程調試。
在數據庫連接技術方面，SCADA系統也采取相關措施，主要體現在如下四個方面：
(1)支持組態地將系統實時數據庫按用戶指定的周期或事件產生觸發刷新用戶指定的外部實時數據庫。
(2)支持直接讀寫指定數據庫記錄的字段數據，并具備將該數據與該系統組態定義的變量對應連接的能力，這使得該系統可以通過數據庫與其它任何支持數據訪問的應用程序實時交換信息。
(3)通過標準SQL語句完成外部數據庫的一般維護操作，如建表、刪除表、插入、修改和刪除記錄。
(4)通過后臺API的方式，將電力自動化系統中的常用的數據庫查詢工作打包，用戶無需編寫有關SQL語句，只要簡單地提供符合常規應用習慣的參數即可完成復雜的歷史數據庫查詢和瀏覽工作。
4. 系統性能指標提升措施
(1)系統采取冗余容錯結構：雙網絡、雙服務器、雙前置機及雙通道的冗余容錯模型
系統實現雙網絡容錯是真正的熱備用，雙網絡正常運行時，主、備網絡同時都傳送有用系統數據，雙網絡上的數據流量保持動態的平衡。
系統采取雙服務器方式，當系統配置了主備服務器后，每個客戶端同時與兩個服務器連接，并向兩個服務器發送信息，服務器控制程序自動檢測客戶端與服務器的連接模式，以確保唯一的數據轉發，或將有關信息轉發到感興趣的客戶端。同時客戶端也自動檢測服務器的狀態。
系統采取雙前置機方式：①基于485總線方式的雙機切換；②基于NportServer的雙機切換；③用戶自定義方式的雙機切換。
系統采取雙通道方式：①系統采取以通道的方式與RTU等采集設備進行連接。②系統支持自動主備通道切換，不支持手動切換，并且是采用冷備用原理。當主通道在傳輸數據時，備用通道不采集數據。當系統檢測到主通道連接出現故障或者誤碼率過高，則自動啟動備用通道采集數據，并將停止主通道的采集，此時主通道的地位轉變為備用通道，原備用通道變為主通道不能重新接管數據的采集工作，除非當前的主通道出現故障。
(2)系統采取的網絡通訊結構
①采用點對點通訊模型主動傳輸系統改變的實時數據。網絡環境下，實時數據庫數據項的改變有以下三種可能：從通道采集數據改變實時數據庫；運行后臺語言實時數據庫；從網絡其它節點傳遞來改變實時數據庫。
②采用客戶/服務器查詢方式，在網絡中傳遞歷史數據和進行實時數據庫狀態恢復。
系統對歷史數據采用客戶/服務器方式，在實際應用中，如對SOE的查詢、對歷史曲線的查詢等操作中，一般是用戶提交查詢條件，由系統將有關查詢條件變為連接的歷史數據庫能夠接受的標準或非標準SQL語句，提交給數據庫服務器，從歷史數據庫中查詢得到滿足有關條件的查詢結果集，數據庫服務器將該結果集通過網絡傳遞給查詢的計算機，計算機運行系統根據接收到的查詢結果，將它轉變為用戶容易理解的方式，如曲線、報表等顯示出來。
系統利用網絡協議實現方便的容錯系統模型，在該模型中，運行系統采用總線方式或通過專門的切換裝置與連接的RTU或其它智能數據采集設備連接，當主系統出現故障或通道出現故障時，備用系統將自動或手動獲得控制權，保證系統正常運行。如下圖所示：
(3)實現網絡構架的有效擴充
①架設遠程工作站
正常情況下所有計算機都是通過各自所配置的10—100M網卡連至集線器上，傳輸媒質選擇的是8芯雙絞線，這樣的組網如果在兩座比較分散的建筑物之間(線距1.5km以上)，則信號的抗干擾能力、準確度、保密能力都會大為下降，對準確度、實時性要求較高的工作站來講，也就是說必須架設能滿足的遠程工作站，以解決距離服務器較遠部門和系統的連網問題。
②架設移動工作站
移動工作站的性質和遠程工作有相似之處，而且有可移動性，其架設更有必要性。系統的原始數據、通道及遠端接口都進行定期測試，傳統的測試方法是部分人員在現場測量數據、計算結果，后臺人員電話核對顯示值和測試值，這樣在準確性、及時性方面會受到很大影響，如果攜帶移動工作站至現場，在測試時由移動站向后臺服務器請求數據與所測數據核對，準確度可得到較好的保障，其靈活性、實時性也非人眼可比。從移動站直接觀測后臺數據的同時，可以通過RTU的RS—232接口觀察輸出數據，并能直接進行遙控、遙測實驗。
管理人員外出時，如果攜帶移動工作站，只要撥號和中心站連接，就可以方便的查看電網信息，了解系統情況。
③實現遠程維護
在傳統情況下，當客戶的軟硬件系統出現故障時，通常需要廠家技術人員到現場維護，這種維護方式實時性差、效率低，還會造成用戶停機過長，可能造成很大損失。計算機遠程維護系統通過傳輸媒質和中心站連接，技術人員從自己的維護工作站對自動化系統的故障點進行分析判斷，實現異地在線調試、修改和升級；同時還能進行目錄查看、文件圖像傳輸、實時語言對話。
5. 結束語
論文重點關注電力調度自動化系統性能、可靠性的提升，提出了相關針對性措施，有助于切實提高電網安全運行水平，提高處理事故能力，減少停電損失，具有較強的實際應用參考價值。
參考文獻
[1]盛壽麟主編《電力系統遠程監控原理》中國電力出版社1997
[2] 《電網調度自動化系統實用化要求》(試行)
[3] 《縣級電網調度自動化功能規范》DL/T635-1997
第6篇：容錯技術論文范文
1 故障診斷技術的發展[1]
故障診斷(FD)始于(機械)設備故障診斷,其全名是狀態監測與故障診斷(CMFD)。它包含兩方面內容:一是對設備的運行狀態進行監測;二是在發現異常情況后對設備的故障進行分析、診斷。故障診斷技術是一門交叉學科,融合了現代控制理論、信號處理、模式識別、最優化方法、決策論、人工智能等,為解決復雜系統的故障診斷問題提供了強有力的理論基礎,同時實現了故障診斷技術的實用化;近二十年來,由于技術進步與市場需求的雙重驅動,故障診斷技術得到了快速發展,已在航空航天、核反應堆、電廠、鋼鐵、化工等行業得到了成功應用,取得了顯著的經濟效益;從故障診斷技術誕生起,國際自動控制界就給予了高度重視。
以運動機械的振動檢測為中心,輔助以溫度、壓力、位移、轉速和電流等各種參數的采集,從而對鋼鐵冶煉中的各種大型傳動設備的狀態進行分析和判斷,從而達到故障診斷的目的。
2 故障診斷的主要理論和方法[2-3]
1971年Beard 發表的博士論文以及Mehra和Peschon發表的論文標志著故障診斷這門交叉學科的誕生。發展至今已有30多年的發展歷史,但作為一門綜合性新學科——故障診斷學——還是近些年發展起來的。從不同的角度出發有多種故障診斷分類方法,這些方法各有特點,但從學科整體可歸納以下幾類方法。
1) 基于系統數學模型的診斷方法:該方法以系統的數學模型為基礎,以現代控制理論和現代優化方法為指導,利用Luenberger觀測器 、等價空間方程、Kalman濾波器、參數模型估計與辨識等方法產生殘差,然后基于某種準則或閥值對殘差進行分析與評價,實現故障診斷。該方法要求與控制系統緊急結合,是實現監控、容錯控制、系統修復與重構等的前提、得到了高度重視,但是這種方法過于依賴系統數學模型的精確性,對于非線性高耦合等難以建立數學模型的系統,實現起來較困難。如狀態估計診斷法、參數估計診斷法、一致性檢查診斷法等。
2) 基于系統輸入輸出信號處理的診斷方法:通過某種信息處理和特征提取方法來進行故障診斷,應用較多的有各種譜分析方法、時間序列特征提取方法、自適應信號處理方法等。這種方法不需要對象的準備模型,因此適應性強。這類診斷方法有基于小波變換的診斷方法、基于輸出信號處理的診斷方法、基于時間序列特征提取的診斷方法。基于信息融合的診斷方法等。
3) 基于人工智能的診斷方法:基于建模處理和信號處理的診斷技術正發展為基于知識處理的智能診斷技術。人工智能最為控制領域最前沿的學科,在故障診斷中已得到成功的應用。對于那些沒有精確數學模型或者很難建立數學模型的復雜大系統,人工智能的方法有其與生俱來的優勢。基于專家系統的智能診斷技術、基于神經網絡的智能診斷技術與基于模糊邏輯的診斷方法已成為解決復雜大系統故障診斷的首選方法,有很高的研究價值和應用前景。這類智能診斷方法有基于專家系統的智能診斷技術、基于神經網絡的智能診斷技術、基于模糊邏輯的診斷方法、基于故障樹分析的診斷方法等。
4) 其它診斷方法:其它診斷方法有模式識別診斷方法、定性模型診斷方法以及基于灰色系統理論的診斷方法等。另外還包括前述方法之間互相耦合、互補不足而形成的一些混合診斷方法。
3 鋼鐵行業中故障診斷技術的應用[4-6]
鋼鐵行業中的主要機械設備是各種傳動設備和液壓設備,如軋機、傳送帶、各種風機等。它們的工作狀況決定了生產效率和鋼鐵冶煉的質量,對這些設備狀態的在線檢測,能夠及時、準確的檢測出生產設備的運行狀況,并給出相應的操作和建議。因此建立相應的故障診斷系統對整個系統的正常運行特別重要。于是針對鋼鐵行業特殊的機械環境(多傳動設備和液壓設備),相應的故障診斷系統也必須以這些設備的特點而建立。主要原理是以運動機械的振動參量檢測為中心,輔助以溫度、壓力、位移、轉速和電流等各種參數的采集,從而對這些大型傳動設備的狀態進行分析和判斷,再進行相應的處理。整套故障診斷系統由計算機系統、數據采集單元、檢測元件、數據通訊單元以及專業開發軟件組成。此系統既可單獨工作,又可和DCS或PLC組成分散式故障診斷系統對所遇生產設備進行監控和故障診斷。整個系統的工作流程圖如圖1所示。
機械振動是普遍存在工程實際中,這種振動往往會影響其工作精度,加劇及其的磨損,加速疲勞損壞;同時由于磨損的增加和疲勞損壞的產生又會加劇機械設備的振動,形成一個惡性循環,直至設備發生故障,導致系統癱瘓、損壞。同時機械設備的工作環境也是造成機械設備發生故障主要原因之一,因此,根據對機械振動信號和工作環境溫度、濕度的測量和分析,不用停機和解體方式,就可以對機械的惡劣程度和故障性質有所了解。同時根據以往經驗建立相應的處理機制庫,從而針對不同的故障做出相應的診斷和處理。整個處理過程如下:
1)傳感器采集設備工作狀態信號。如各種傳動裝置的振動信號、溫度信號、液壓裝置的壓力、流量和功率信號等。
2)特征信號提取。將各種傳感器采集信號進行信號分類,刷選出相應的傳感器信號,如振動傳感器采集的文振動強度信號、壓力傳感器采集的壓力信號等。
3)對特征信號處理。對傳感器采集的特征信號進行濾波、放大等處理,提取出相應的特征信號。
4)對采集信號進行故障診斷。將提取的特征信號進行判斷處理,選擇相應的故障方法(如小波變換法),分析故障類型和設備狀態,然后查詢故障類型庫,做出相應的決策。
4 結束語
建立在現代故障診斷技術上的鋼鐵冶煉設備故障診斷系統,可對設備的運行狀態進行實時在線檢測、通過對其監測信號的處理與分析,可真實地反映出設備的運行狀態和松動磨損等情況的發展程度及趨勢,為預防事故、科學合理安排檢修提供依據,可以提高設備的利用效率,產生了很大的經濟價值,對此類故障診斷系統的研究有很深遠的意義。
參考文獻:
[1] 沈慶根,鄭水英.設備故障診斷[M].北京:化學工業出版社,2006.
[2] 王仲生.智能故障診斷與容錯控制[M].西安:西北工業大學出版社,2005.
[3] 李民中.狀態監測與故障診斷技術在煤礦大型機械設備上的應用[J].煤礦機械,2006(03).
[4] 傅其鳳,葛杏衛.基于BP神經網絡的旋轉機械故障診斷[J].煤礦機械,2006(04).
第7篇：容錯技術論文范文
（國防科學技術大學 計算機學院，湖南 長沙 410073）
摘 要：針對信息化戰爭的發展趨勢和基礎合訓類學員的任職需求，以提高學員的綜合實踐能力和激發學員的學習興趣為目的，介紹基于AR.Drone四軸飛行器開展飛行器控制軟件的合訓類本科畢業設計的探索實踐。
關鍵詞 ：基礎合訓；本科畢業設計；四軸飛行器；AR.Drone
第一作者簡介：徐建軍，男，講師，研究方向為軟件工程、程序分析、軟件容錯，jianjun.xu@yeah.net。
0 引 言
畢業設計是高等院校培養高素質綜合型人才的最后一個階段，也是學員在任職前經歷的一個綜合性、實踐性很強的教學環節。在畢業設計過程中，學員在導師的指導下，綜合運用本科期間所學的專業知識和基本技能分析、研究和解決一個實際問題，從而提高學員的實踐能力和綜合素質，其質量是衡量高等院校教育教學水平的一項重要指標[1-2]。
基礎合訓類學員的教學目標是培養適應軍隊現代化建設、打贏信息化戰爭需要的懂技術、會 管理、能指揮的高素質初級指揮軍官。作為從院校走向部隊工作崗位的一個過渡，合訓類本科畢業設計應該反映作戰方法研究和工程技術研究的雙重特點[3-4]，題目要具有一定的應用性和前瞻性，例如各種新型武器裝備在作戰應用中的現實問題和直接需求[5-6]。
圍繞“院校教育向部隊靠攏”這個主題，針對如何適應部隊未來信息化作戰需要以及如何培養學員實踐動手能力和激發學習興趣等問題，筆者所在教研室在AR.Drone四軸飛行器的基礎上開展了合訓類本科畢業設計的探索，從選題、開題、指導、演示到答辯等整個環節采取了一系列措施。
1 AR.Drone飛行器和選題介紹
當前，無人作戰平臺、自治系統在現代化戰爭中得到廣泛應用，無人飛行器憑借成本低、適應力強、出勤率高、零傷亡等特點成為現代戰爭的重要組成部分。無人飛行器如何完成作戰任務、如何進行技術革新是現代軍人面臨的問題。作為未來信息化戰爭的主力軍，合訓學員應該了解、應用、革新無人飛行器等新型武器裝備。
近兩年來，我們以 AR.Drone 四軸飛行器為平臺，開展面向無人飛行器控制軟件創新實驗的合訓類本科畢業設計，旨在提高學員對信息化裝備的操控能力和技術革新能力，并了解信息化裝備戰斗力生成的一般模式和創新思維。
AR.Drone 是法國 Parrot 公司開發的一款遙控四軸飛行器（如圖 1 所示），計算機、平板電腦和智能手機等設備可以通過 Wi-Fi 網絡對其進行遠程控制。AR.Drone 有 4 個無刷內轉馬達以及陀螺儀、加速度計、磁強計、超聲波等傳感器，配備兩個攝像頭，使用 ARM A8 CPU 和 Linux 操作系統。計算機可以通過網絡發送指令控制飛行器動作以及獲取狀態、角度、海拔、速度等飛行數據和傳感器獲取的各種數據，尤為重要的是 AR.Drone 還提供豐富的二次開發接口和成熟的 SDK 開發環境。
在 AR.Drone 平臺上，我們圍繞飛行器控制軟件革新這個主題，結合現代戰爭對無人飛行器的應用需求開展合訓類本科畢業設計，已有選題如表1所示。由表1可知，這些畢業設計選題具有鮮明的軍事特色，可有效提高無人飛行器的軍事應用價值和智能化水平，所涉及的技術內容與本科階段學習的很多計算機專業課程密切相關（例如網絡、嵌入式設備、計算機圖形學、人工智能等），從而能夠進一步深化與升華所學基礎理論和專業知識并提高學員的綜合實踐能力。
2 主要采取的措施
這些題目公布之后，立刻在學校合訓類學員中引起很大反響，很多學員主動要求參加四軸飛行器的畢業設計。但是合訓類學員為了適應第一任職的需要，本科學習期間在軍事指揮及體育訓練方面花費了很多時間，相比技術類學員而言，合訓類學員在專業基礎和實踐能力上有所不足；合訓類學員在畢業學期還面臨繁重的畢業聯考任務，從事畢業設計的時間和精力不能得到有效保障。
相比以前的畢業設計題目，這些題目的難度和工作量明顯增加。為保證完成質量，我們從選題、開題、指導、成果演示、論文撰寫到答辯的整個過程都采取了一些針對性措施，取得了較好的效果。
2.1 選題和前期準備
在擬定題目時，教研室組織相關指導教員集中討論，以技術專題形式給出一組有軍事應用背景、難度適中的題目，而且要求指導教員清晰明了題目的主要工作量、技術路線和難點；然后，在教務統一組織下進行畢業設計題目宣講，介紹題目的主要任務和所需的基礎知識等，使學員能夠針對自身情況進行選題，并請學員隊推薦一些基礎好、動手能力強的學員。為了保證前期準備更加充分，這些工作提前到第七學期完成。
在學員選定題目后，導師與學員見面，進一步介紹課題并提供相應資料，并要求學員在第七學期（包括寒假期間）預先準備好一些工作，包括學習相關的專業知識和閱讀 AR.Drone 的技術文檔等。
2.2 開題及開發平臺搭建
開題是讓學員在導師指導下通過查閱資料和初步的研究工作進一步加深對課題的理解，了解國內外的現狀和相關發展趨勢，明晰課題需要解決的關鍵理論問題和實際問題，并確定研究的基本方法、技術路線和實驗方案。學員要與導師一起確定研究計劃，并估計可能遇到的困難和擬采取的解決措施。由于資料較多，且主要為英文材料，這個階段鼓勵同一專題的學員分工閱讀，然后再通過報告、討論的形式在組內交流，一方面減少工作量，另一方面鍛煉口頭表達能力。
由于AR.Drone自帶的SDK規模較大，并且涉及飛行器的很多技術細節問題，學員難以快速理解和掌握。我們在AR.Drone SDK的基礎上，結合一些開源項目構建了一個二次開發平臺。這個平臺把AR.Drone的常用功能進一步封裝成一些API，主要分為飛行器控制和傳感器數據接收兩個模塊，同時還把需要用到的第三方資源（例如計算機視覺庫 OpenCV）一并打包。這個平臺在很大程度上減少了畢業設計的工作量，使學員將精力集中到課題本身的研究上。
2.3 全程指導
學校要求合訓類畢業設計以技術專題的形式組織，每個專題包括 5~7 個子課題，由一個導師組負責，導師組中每位老師指導1~2名學生。每位導師的專業方向有所差異，這樣對學員的指導更加全面。每個導師組由一名正高職教員任負責人，進行該組的整體協調，并對畢業設計整體進度進行檢查、督促。學校要求學員每個星期都要向導師匯報工作進展，每個月向導師組匯報一次，使整個過程中每名學員的畢業設計進度可控，不會被聯考等任務所干擾而滯后。
“授人以魚不如授之以漁”，導師指導不是直接告訴結果或幫學員調試程序，而是介紹原理、傳授經驗和啟迪思想，盡量培養學員的自學能力，這樣才會在畢業設計的后期發揮重要作用，對學員今后的成長也大有裨益。教員還要注意培養一種組內團結協作的氣氛，鼓勵學員之間的相互學習和探討，基礎好的要多幫助基礎稍差的，彼此形成一種良性的競爭。
2.4 成果演示及論文撰寫
學校規定合訓類畢業設計在答辯前必須進行成果演示，由導師組之外的教員構成專家組現場評審，演示不通過則不能答辯。為確保演示成功，要求學員在完成程序編寫和調試外，還要進行嚴格的測試，并做異常情景處理預案，這也是培養綜合素質的一方面。
撰寫論文是畢業設計本身的要求，表達和寫作能力對今后工作來說也非常重要。但是，由于學員之前并沒有接受過這方面的系統訓練，科技論文寫作的基礎比較薄弱，還有部分學員把畢業設計局限為寫好程序和做好實驗，對論文不夠重視。導師應幫學員認識到撰寫畢業論文的意義，介紹論文撰寫方法和規范，梳理論文主要提綱。論文經常出現的問題是：工作重點不突出，內容邏輯性不嚴謹，圖表、公式和
參考文獻引用不規范等。所以，學員需要在導師的指導下對論文反復修改。目前，學校對本科畢業論文還有的要求，這就需要在撰寫論文時一定要用自己的語言進行表述。
2.5 論文評閱及答辯
在論文提交后，由兩名教員對論文進行評閱，給出評定結果和具體修改意見，并責令指導教員督促學員修改論文。論文評閱要在答辯前兩周完成，目的是給論文修改留下足夠時間。
在論文答辯階段需要學員完成報告片的制作和試講，導師要讓學員明白答辯的重點是在有限的時間內圍繞自己的核心工作和關鍵環節進行介紹，重點要突出，思路要清晰，這樣才能給答辯專家留下深刻印象。由于臨場經驗欠缺等主觀因素，很多學員答辯報告的質量仍然不夠理想。答辯前導師需要組織答辯試講，通過反復的練習、點評提高學員的臨場表達能力和對報告進度的控制能力。
3 成果和不足
基于AR.Drone飛行器進行合訓本科畢業設計的效果總體較好。筆者所在導師組指導的 12 名學員中，基本上順利完成了任務書預定的目標，成績優秀、良好和中等各有 2 名、8 名、2 名。圖 2 給出了在基于手勢識別的飛行指揮課題中，進行手勢識別的測試截圖。
學員們普遍反映，通過畢業設計，個人的自學能力、動手實踐能力和論文寫作能力等都有明顯提高。學員們自己動手編寫一個控制程序，使飛行器能夠完成一些軍事特色的應用，覺得很有成就感。
主要存在的問題是畢業設計題目的難度相比以前有所增加，有些題目涉及網絡、硬件、軟件等多個方面，合訓類學員基礎較薄弱、動手實踐能力不強，而且他們還需要在畢業聯考上投入不少時間，這導致很多學員在畢業設計的前期進展非常緩慢，后面的時間比較緊張，有的學員由于遲遲沒有進展而產生了放棄的想法。在導師的鼓勵和指導下，雖然最后基本上完成任務，但是完成的質量還不夠理想。所以，結合基礎合訓類學員的特點， 設計一些難度適中的課題是我們未來的工作重點。
4 結 語
結合新型武器裝備和現代化戰爭的發展，著眼增強合訓類學員培養的針對性、實效性和指向性，努力提高合訓類畢業設計的軍事應用特色是學校始終追求的目標。在 AR.Drone四軸飛行器的基礎上，我們圍繞無人飛行器控制軟件革新開展了合訓類本科畢業設計的探索和實踐，并具體在畢業設計的整個環節采取了一系列措施，取得了較好的效果。下一步我們將結合前期經驗和存在的不足，從選題、指導等方面加強對關于新型武器裝備的合訓本科畢業設計的研究和改革。
參考文獻：
[1] 陸靜. 提高高校畢業設計質量途徑的探索[J]. 大學教育, 2014(1): 37-39.
[2] 楊帆. 本科畢業設計教學模式創新研究[J]. 計算機教育, 2010(7): 74-77.
[3] 吳石林, 范大鵬, 王興波. 基礎合訓畢業設計組織實施模式及規范化探討[J]. 高等教育研究學報, 2003, 26(3): 38-40.
[4] 單慶曉, 唐鶯, 李季, 等. 基礎合訓類學員畢業設計現狀分析及指導對策[J]. 高等教育研究學報, 2008, 32(2): 12-14.
[5] 占榮輝, 魯敏. 基礎合訓本科畢業設計教學改革與實踐[J]. 高教論壇, 2011(2): 63-65.
第8篇：容錯技術論文范文
關鍵詞: 電站； 勵磁系統；技術
Abstract: with the economic and social development, to meet the requirements of users, the power to speed up the construction pace and scale interconnected power grid the change, the bigger the long-distance transmission from the light become more than once upon a time, the characteristics of the power network operation become more and more complex, and, therefore, to the power grid security and stability operation put forward higher request, the paper on in shaanxi province will talk about who the irrigation system generator excitation technology request power station.
Keywords: power station; Excitation system; technology
中圖分類號：U665文獻標識碼： A 文章編號：
前言：本文結合電力發展的特點，深入分析陜西省涇惠渠渠首電站的需求，探討了智能電站建設新形勢下勵磁技術發展的重點, 指出了勵磁調節與控制的冗余容錯及故障自診斷設計、大區域聯網后電力系統低頻振蕩的抑制、輔助環節控制策略、輔助環節與主環間的協調控制等方面是智能化勵磁需要開展的工作, 是智能電站建設的主要組成部分。在智能電站建設新形勢下, 需加強智能勵磁系統相關技術的研究, 充分發揮智能勵磁系統對電網安全、穩定、優質、經濟、運行的作用, 保障智能電站建設的順利實施。
1智能電站的發電機勵磁系統
智能電站的基礎是電站各設備乃至自動化元件的智能化。雖然近幾十年微機控制系統得到廣泛地使用, 電站各種設備自動化程度均有了較大幅度的提高, 微機式的勵磁調速監控保護已經得到廣泛地運用, 已經能夠較好地滿足正常情況下單機控制自動化的要求, 甚至近些年針對勵磁調速的電力系統穩定器(PSS) 的研究也取得了不俗的業績, 對電網低頻振蕩的抑制發揮了很大的作用。
2對冗余容錯及自診斷設計技術的要求
智能電站要求電站的勵磁系統除了具有正常的勵磁調節控制限制預警等基本功能之外, 還需要能夠正確判斷與之接口的相關設備的狀態, 并根據其他設備的狀態信息智能決策形成其他設備異常或故障時的控制策略, 這就要求在智能勵磁系統的設計過程中采用大量的冗余容錯技術, 把對與勵磁系統相關的接口設備的可靠性要求降低到最低限度, 即在與勵磁系統接口的設備或部件發生部分失效或故障時, 勵磁系統仍然能夠容錯運行; 同時智能勵磁系統還需要具備自診斷功能, 即當勵磁系統本身的非核心部件故障時, 能夠將故障的部件修復(自愈) 或者將故障的部件排除在正常運行設備之外不再參與調節控制, 并發出正確故障及故障診斷的信息, 以便幫助電站維護人員進行故障定位, 協助電站人員進行維護, 并在部件故障期間保證機組勵磁調節的正常進行。
3對勵磁系統抑制低頻振蕩的要求
考慮到快速調節有功功率時發電機無功的反調問題, 目前的PSS大量采用PSS2A/ 2B模型, 但關于PSS2A/ 2B參數整定方法, 以及該種類型PSS的作用效果的研究仍然不夠深入, 所以深入研究PSS的作用機理以及PSS參數整定和PSS試驗方法是勵磁系統服務于智能電站的重要使命。同時完善各種限制保護功能與PSS的協調作用, 最大限度地發揮勵磁系統對電網穩定的作用, 確保發電機的安全穩定運行也是勵磁系統在智能電站建設方面的主要工作。
大區域聯網后, 電網低頻振蕩的頻率越來越低,低頻振蕩的范圍越來越寬, 從0. 1Hz到2. 5Hz不等, 而目前廣泛采用的PSS是否能夠在如此寬的頻率范圍內, 在電網發生低頻振蕩時提供足夠的正阻尼, 以抑制從本機振蕩、區間振蕩到系統振蕩的各種頻率的低頻振蕩并沒有得到很好的驗證。
4對勵磁系統自身不同控制策略間的協調控制
到目前為止, 國內對于發電機勵磁系統在電網故障或者發電機內部故障時的研究仍然很不夠深入, 發電機勵磁系統在電網或者發電機組內部故障情況下的控制策略的研究還有待深入, 特別是需要研究欠勵限制與PSS的協調控制; 需要研究不同電站間PSS的協調作用; 需要研究不同子系統之間的協調控制等。為了提高勵磁系統應對電網故障的能力, 在電網故障時充分發揮勵磁系統的作用, 為電網的安全穩定提供支撐, 需要深入研究勵磁系統主環與輔環以及輔環與輔環間的協調控制。
4. 1勵磁系統輔環控制性能的要求
當電網或者發電機組發生故障時一般都伴隨著各種限制環節的作用, 此時的控制性能往往不再由主環決定, 輔環性能的優劣將直接決定著這種特殊工況下勵磁系統調節性能的效果。
4. 2勵磁系統主環與輔環協調控制的要求
同樣, 對主環與各個輔助環節間的相互影響進行了大量的研究, 找出合適的參數, 實現了主環與輔環間的協調控制。發電機機端電壓下階躍, PSS與欠勵限制間的協調控制的仿真圖形如圖2所示。
4. 3勵磁系統輔環與輔環之間協調控制的要求
針對各種輔助環節之間的協調控制作了細致深入的研究, 通過選擇合適的模型以及恰當的參數, 可以實現各種輔助環節間的協調控制。過勵限制與最大勵磁電流限制器間協調控制時的波形如圖3所
示。
當電網需要發電機勵磁系統進行強勵時, 只要晶閘管整流橋的陽極電壓足夠高, 則發電機的轉子電流可能很快會超出過勵限制允許的最大電流, 而達到發電機短時允許的最大勵磁電流( 如果沒有最
大勵磁電流瞬時限制, 則發電機轉子電流的最大值
可能更高) , 此時發電機勵磁系統瞬時最大勵磁電流限制器動作, 將發電機的轉子電流限制到發電機勵磁系統設定的過勵勵磁電流允許值, 并根據電網的需要保持足夠的時間, 當過勵限制允許的時間達到
以后, 如果電網故障仍然沒有消除, 則勵磁系統將發電機轉子電流限制到發電機轉子允許的長期運行電流值。從圖中可以看出, 該勵磁控制器完全達到了預想的目標, 在開始最大勵磁電流限制器正確動作,
首先將發電機的轉子電流限制在2. 2倍最大勵磁電流限制的整定值以下, 并很快達到發電機允許的過勵限制整定值2, 然后按照過勵限制作用原理, 計算發電機轉子的熱量累積, 當達到熱量累積值以后, 很快把發電機的轉子電流限制到發電機長期允許的勵磁電流值的1. 1倍。
5不同機組之間協調控制的要求
智能電站要求的不僅僅是單臺機組的智能化,更需要實現一個電站不同機組間的智能化。因此智能電站中的勵磁系統首先必須能夠了解整個電站其他機組的信息, 并根據其他機組的信息調整自己的行為。
結束語：電站的發展已經經歷了幾十個春秋，如今的電站要滿足節能減排、環境友好型社會的要求，這樣才能滿足新能源大開發的需要，才能響應口號，實現電站的可持續發展，做好只能勵磁系統，使電站邁著科學的步伐一直發展下去。
參考文獻：
[1] 邵宜祥. 適用于智能電網的勵磁技術探討[ C]/ /2010電力系統自動化學術年會論文集,三亞, 2010.
第9篇：容錯技術論文范文
碩士開題報告 一、論文名稱、課題來源、選題依據
論文名稱：基于BP神經網絡的技術創新預測與評估模型及其應用研究
課題來源：單位自擬課題或省政府下達的研究課題
選題依據：
技術創新預測和評估是企業技術創新決策的前提和依據。通過技術創新預測和評估，可以使企業對未來的技術發展水平及其變化趨勢有正確的把握，從而為企業的技術創新決策提供科學的依據，以減少技術創新決策過程中的主觀性和盲目性。只有在正確把握技術創新發展方向的前提下，企業的技術創新工作才能沿著正確方向開展，企業產品的市場競爭力才能得到不斷加強。在市場競爭日趨激烈的現代商業中，企業的技術創新決定著企業生存和發展、前途與命運，為了確保技術創新工作的正確性，企業對技術創新的預測和評估提出了更高的要求。
二、本課題國內外研究現狀及發展趨勢
現有的技術創新預測方法可分為趨勢外推法、相關分析法和專家預測法三大類。
(1)趨勢外推法。指利用過去和現在的技術、經濟信息，分析技術發展趨勢和規律，在分析判斷這些趨勢和規律將繼續的前提下，將過去和現在的趨勢向未來推演。生長曲線法是趨勢外推法中的一種應用較為廣泛的技術創新預測方法，美國生物學家和人口統計學家RaymondPearl提出的Pearl曲線(數學模型為：Y=L∕[1+A?exp(-Bt)])及英國數學家和統計學家Gompertz提出的Gompertz曲線(數學模型為：Y=Lexp(-Bt))皆屬于生長曲線，其預測值Y為技術性能指標，t為時間自變量，L、A、B皆為常數。Ridenour模型也屬于生長曲線預測法，但它假定新技術的成長速度與熟悉該項技術的人數成正比，主要適用于新技術、新產品的擴散預測。
(2)相關分析法。利用一系列條件、參數、因果關系數據和其他信息，建立預測對象與影響因素的因果關系模型，預測技術的發展變化。相關分析法認為，一種技術性能的改進或其應用的擴展是和其他一些已知因素高度相關的，這樣，通過已知因素的分析就可以對該項技術進行預測。相關分析法主要有以下幾種：導前-滯后相關分析、技術進步與經驗積累的相關分析、技術信息與人員數等因素的相關分析及目標與手段的相關分析等方法。
(3)專家預測法。以專家意見作為信息來源，通過系統的調查、征詢專家的意見，分析和整理出預測結果。專家預測法主要有：專家個人判斷法、專家會議法、頭腦風暴法及德爾菲法等，其中，德爾菲法吸收了前幾種專家預測法的長處，避免了其缺點，被認為是技術預測中最有效的專家預測法。
趨勢外推法的預測數據只能為縱向數據，在進行產品技術創新預測時，只能利用過去的產品技術性能這一個指標來預測它的隨時間的發展趨勢，并不涉及影響產品技術創新的科技、經濟、產業、市場、社會及政策等多方面因素。在現代商業經濟中，對于產品技術發展的預測不能簡單地歸結為產品過去技術性能指標按時間的進展來類推，而應系統綜合地考慮現代商業中其他因素對企業產品技術創新的深刻影響。相關分析法盡管可同時按橫向數據和縱向數據來進行預測，但由于它是利用過去的歷史數據中的某些影響產品技術創新的因素求出的具體的回歸預測式，而所得到的回歸預測模型往往只能考慮少數幾種主要影響因素，略去了許多未考慮的因素，所以，所建模型對實際問題的表達能力也不夠準確，預測結果與實際的符合程度也有較大偏差。專家預測法是一種定性預測方法，依靠的是預測者的知識和經驗，往往帶有主觀性，難以滿足企業對技術創新預測準確度的要求。以上這些技術創新預測技術和方法為企業技術創新工作的開展做出了很大的貢獻，為企業技術創新的預測提供了科學的方法論，但在新的經濟和市場環境下，技術創新預測的方法和技術應有新的豐富和發展，以克服自身的不足，更進一步適應時展的需要，為企業的技術創新工作的開展和企業的生存與發展提供先進的基礎理論和技術方法。
目前，在我國企業技術創新評估中，一般只考慮如下四個方面的因素：(1)技術的先進性、可行性、連續性;(2)經濟效果;(3)社會效果;(4)風險性，在對此四方面內容逐個分析后，再作綜合評估。在綜合評估中所用的方法主要有：Delphi法(專家法)、AHP法(層次分析法)、模糊評估法、決策樹法、戰略方法及各種圖例法等，但技術創新的評估是一個非常復雜的系統，其中存在著廣泛的非線性、時變性和不確定性，同時，還涉及技術、經濟、管理、社會等諸多復雜因素，目前所使用的原理和方法，難以滿足企業對技術創新評估科學性的要求。關于技術創新評估的研究，在我國的歷史還不長，無論是指標體系還是評估方法，均處于研究之中，我們認為目前在企業技術創新評估方面應做的工作是：(1)建立一套符合我國實際情況的技術創新評估指標體系;(2)建立一種適應于多因素、非線性和不確定性的綜合評估方法。
這種情況下，神經網絡技術就有其特有的優勢，以其并行分布、自組織、自適應、自學習和容錯性等優良性能，可以較好地適應技術創新預測和評估這類多因素、不確定性和非線性問題，它能克服上述各方法的不足。本項目以BP神經網絡作為基于多因素的技術創新預測和評估模型構建的基礎，BP神經網絡由輸入層、隱含層和輸出層構成，各層的神經元數目不同，由正向傳播和反向傳播組成，在進行產品技術創新預測和評估時，從輸入層輸入影響產品技術創新預測值和評估值的n個因素信息，經隱含層處理后傳入輸出層，其輸出值Y即為產品技術創新技術性能指標的預測值或產品技術創新的評估值。這種n個因素指標的設置，考慮了概括性和動態性，力求全面、客觀地反映影響產品技術創新發展的主要因素和導致產品個體差異的主要因素，盡管是黑匣子式的預測和評估，但事實證明它自身的強大學習能力可將需考慮的多種因素的數據進行融合，輸出一個經非線性變換后較為精確的預測值和評估值。
據文獻查閱，雖然在技術創新預測和評估的現有原理和方法的改進和完善方面有一定的研究，如文獻[08]、[09]、[11]等，但尚未發現將神經網絡應用于技術創新預測與評估方面的研究，在當前產品的市場壽命周期不斷縮短、要求企業不斷推出新產品的經濟條件下，以神經網絡為基礎來建立產品技術創新預測與評估模型，是對技術創新定量預測和評估方法的有益補充和完善。
三、論文預期成果的理論意義和應用價值
本項目研究的理論意義表現在：(1)探索新的技術創新預測和評估技術，豐富和完善技術創新預測和評估方法體系;(2)將神經網絡技術引入技術創新的預測和評估，有利于推動技術創新預測和評估方法的發展。
本項目研究的應用價值體現在：(1)提供一種基于多因素的技術創新定量預測技術，有利于提高預測的正確性;(2)提供一種基于BP神經網絡的綜合評估方法，有利于提高評估的科學性;(3)為企業的技術創新預測和評估工作提供新的方法論和實用技術。
四、課題研究的主要內容
研究目標：
以BP神經網絡模型為基礎研究基于多因素的技術創新預測和評估模型，并建立科學的預測和評估指標體系及設計相應的模型計算方法，結合企業的具體實際，對指標和模型體系進行實證分析，使研究具有一定的理論水平和實用價值。
研究內容：
1、影響企業技術創新預測和評佑的相關指標體系確定及其量化和規范化。從企業的宏觀環境和微觀環境兩個方面入手，密切結合電子商務和知識經濟對企業技術創新的影響，系統綜合地分析影響產品技術創新的各相關因素，建立科學的企業技術創新預測和評估指標體系，并研究其量化和規范化的原則及方法。
2、影響技術創新預測和評估各相關指標的相對權重確定。影響技術創新發展和變化各相關因素在輸入預測和評估模型時，需要一組決定其相對重要性的初始權重，權重的確定需要基本的原則作支持。
3、基于BP神經網絡的技術創新預測和評估模型研究。根據技術創新預測的特點，以BP神經網絡為基礎，構建基于多因素的技術創新預測和評估模型。
4、基于BP神經網絡的技術創新預測和評估模型計算方法設計。根據基于BP神經網絡的技術創新預測和評估模型的基本特點，設計其相應的計算方法。
5、基于BP神經網絡的技術創新預測和評估模型學習樣本設計。根據相關的歷史資料，構建基于BP神經網絡的技術創新預測和評估模型的學習樣本，對預測和評估模型進行自學習和訓練，使模型適合實際情況。
6、基于BP神經網絡的技術創新預測和評估技術的實證研究。以一般企業的技術創新預測與評估工作為背景，對基于BP神經網絡的技術創新預測和評估技術進行實證研究。
創新點：
1、建立一套基于電子商務和知識經濟的技術創新預測和評估指標體系。目前，在技術創新的預測和評估指標體系方面，一種是采用傳統的指標體系，另一種是采用國外先進國家的指標體系，如何結合我國實際當前經濟形勢，參考國外先進發達國家的研究工作，建立一套適合于我國企業技術創新預測和評估指標體系，此為本研究要做的首要工作，這是一項創新。
2、研究基于BP神經網絡的技術創新預測和評估模型及其計算方法。神經網絡技術具有并行分布處理、自學習、自組織、自適應和容錯性等優良性能，能較好地處理基于多因素、非線性和不確定性預測和評估的現實問題，本項目首次將神經網絡技術引入企業的技術創新預測和評估，這也是一項創新。
五、課題研究的基本方法、技術路線的可行性論證
1、重視系統分析。以系統科學的思想為指導來分析影響企業技術創新發展和變化的宏觀因素和微觀因素，并研究影響因素間的內在聯系，確定其相互之間的重要度，探討其量化和規范化的方法，將國外先進國家的研究成果與我國具體實際相結合，建立我國企業技術創新預測和評估的指標體系。
2、重視案例研究。從國內外技術創新預測與決策成功和失敗的案例中，發現問題、分析問題，歸納和總結出具有共性的東西，探索技術創新預測與宏觀因素與微觀因素之間的內在關系。
3、采用先簡單后復雜的研究方法。對基于BP神經網絡的技術創新預測和評估模型的研究，先從某一行業出發，定義模型的基本輸入因素，然后，逐步擴展，逐步增加模型的復雜度。
4、理論和實踐相結合。將研究工作與具體企業的技術創新實際相結合，進行實證研究，在實踐中豐富和完善，研究出具有科學性和實用性的成果。
六、開展研究已具備的條件、可能遇到的困難與問題及解決措施
本人長期從事市場營銷和技術創新方面的研究工作，編寫出版了《現代市場營銷學》和《現代企業管理學》等有關著作，發表了企業技術創新與營銷管理創新、企業技術創新與營銷組織創新及企業技術創新與營銷觀念創新等與技術創新相關的學術研究論文，對企業技術創新的預測和評估有一定的理論基礎，也從事過企業產品技術創新方面的策劃和研究工作，具有一定的實踐經驗，與許多企業有密切的合作關系，同時，對神經網絡技術也進行過專門的學習和研究，所以，本項目研究的理論基礎、技術基礎及實驗場所已基本具備，能順利完成本課題的研究，取得預期的研究成果。
七、論文研究的進展計劃
2003、07-2003、09：完成論文開題。
2003、09-2003、11：影響企業技術創新發展的指標體系研究及其量化和規范化。
2003、11-2004、01：基于BP神經網絡的技術創新預測和評估模型的構建。
2004、01-2004、03：基于BP神經網絡的技術創新預測和評估模型計算方法研究。
2004、03-2004、04：基于BP神經網絡的技術創新預測和評估模型體系的實證研究。
2004、04-2004、06：完成論文寫作、修改定稿，準備答辯。
主要參考文獻：
[01]傅家驥、仝允桓等。技術創新學。北京：清華大學出版社1998
[02]吳貴生。技術創新管理。北京：清華大學出版社2000
[03]柳卸林。企業技術創新管理。北京：科學技術出版社1997
[04]趙志、陳邦設等。產品創新過程管理模式的基本問題研究。管理科學學報。2000/2、
[05]王亞民、朱榮林。風險投資項目ECV評估指標與決策模型研究。風險投資。2002/6
[06]趙中奇、王浣塵、潘德惠。隨機控制的極大值原理及其在投資決策中的應用。控制與決策。2002/6
[07]夏清泉、凌婕。風險投資理論和政策研究。國際商務研究。2002/5
[08]陳勁、龔焱等。技術創新信息源新探。中國軟科學。2001/1、pp86-88
[09]嚴太華、張龍。風險投資評估決策方法初探。經濟問題。2002/1
[10]蘇永江、李湛。風險投資決策問題的系統分析。學術研究。2001/4
[11]孫冰。企業產品開發的評價模型及方法研究。中國管理科學。2002/4
