探析三峡升船机控制系统设计和可靠性研究

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1、西北工业大学硕士学位论文三峡升船机控制系统设计和可靠性研究姓名：张英申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：吴旭光20060301蹈北工业大学硕士学位论文摘耍摘要可靠性技术和容错技术研究目前已成为提高复杂系统的效能及安全性、增加系统工作寿命、节省人力和减少费用的有效途径。对于升船机控制系统，如何提高系统的安全性、可靠性和有效性要比提高控制系统的性能更为重要。本论文依据国家重点科技攻关项目一三峡水利枢纽工程双线五级船闸设备研制和升船机及其中间试验的关键技术研究及设备研制课题，子题为“三峡升船机自动

2、控制及监测方案研究”。系统深入地研究了升船机控制系统的可靠性分析及设计方法、容错控制设计技术，并结合三峡升船机自动控制及监测方案课题应用，进行了相关的理论研究，为升船机的自动控制设计提供设计参考依据。本论文的研究内容和取得的成果主要有以下几个方面：(1)综述了控制系统可靠性技术研究现状。系统容错控制技术的研究现状，及本论文的课题来源。(2)分析了国内外升船机控制系统的组成，并研究了三峡升船机控制系统的技术特点、功能要求及运行工艺流程。(3)分析研究了可靠性技术的基本理论及求解方法，对控制系统的可靠性框图分析

3、方法和故障树分析方法进行研究。(4)针对控制系统的可靠性冗余设计技术，分析建立了余度设计的优化模型，并对其模型的寻优算法进行研究，以满足提高控制系统高可靠性、低成本的设计要求。(5)从控制系统软件设计出发，对控制系统的完整性进行分析与设计，提出了控制系统在传感器、执行器失效时的完整性控制器设计方法。(6)结合三峡升船机控制系统，应用系统可靠性、余度设计和容错控制技术，对实际控制系统进行设计和分析，并开发了系统仿真运行软件。本论文的部分研究成果己应用于升船枫自动控制实际工程，并可为三峡升船机自动控制方案设计提

4、供参考依据。I西北工业大学硕士学位论文摘要关键词可靠性分析容错控制三峡升船机余度设计系统仿真故障树分析平均无故障时间传感器故障执行器故障堕!!．三、业查堂堕主望焦堡壅塑型AbstractToday,researchofreliabilityanalysishasbecomeaneffectiveapproachtoimDrovethesafetyandperformanceofcomplexsystem，toenhancesystemlife．span，tosavemanpowerandtoshortens

5、ystemcost．Howtoimprovethesafety,reliabilityandvalidityofcomplexcontrolsystemismoreimportantthanhowtoimprovetheperformanceofsystemforthecontrolsystemoftheThreeGorgeLift-shipMachine．ThispapermainlyrelaysontheTaskofNationalKeyTechnologicalProject--TwoLinesFiv

6、e-stepShip—gateSystemequipmentmanufacture．andLift—shipMachineanditskeytechniqueresearchinmid。testande口uipmentmanufactureinThreeGorgehydraulichingeproject．TheAutomationControlandMonitorofLift—shipMachineischieflyresearched．Onthispaper,reliabilityanalysisofc

7、ontrolsystem，fault-tolerantcontrolsystemdesignandtheirapplicationsinThreeGorgehydraulichingeprojectisstudiedsystematically．Themainresearchworkandachievementsareincludedasfollows：1．Summarizingthedevelopmentofreliabilityanalysisofcontrolsystemandtheoryoffaul

8、t-tolerantcontrolsystem。Thereliabilityanalysismethodsandcharacteristicsarecompared．2．ThispaperdiscussesthetechniqueandcharacteristicsofLift．shipMachinecontrolsystemwhichhasbeenbuilt．ReliabilityanalysisoftheTh