本文關(guān)鍵詞：選煤廠信息物理系統(tǒng)（CPS）關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：信息物理系統(tǒng)是一個綜合計算、網(wǎng)絡(luò)與物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng),通過計算、通信與控制技術(shù)的有機融合與深度協(xié)作,實現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)。興隆莊煤礦選煤廠在前期建設(shè)過程中已實現(xiàn)自動化控制,但工序之間的信息交互還比較弱。在此基礎(chǔ)上,通過引入新的計算、通信和控制技術(shù)實現(xiàn)信息系統(tǒng)和控制系統(tǒng)更緊密的融合與協(xié)作是選煤廠信息化建設(shè)進一步發(fā)展的關(guān)鍵。本文基于CPS概念并結(jié)合選煤廠控制系統(tǒng)的特點,構(gòu)建選煤廠CPS模型并對關(guān)鍵技術(shù)進行研究,為CPS技術(shù)在選煤廠的實施以及智能化、有自主行為的現(xiàn)代化選煤廠實現(xiàn)提供理論指導(dǎo)。論文首先根據(jù)工藝流程設(shè)計了基于偏序知識共享的選煤廠CPS模型,通過對每一生產(chǎn)單元分配部分存儲用于知識庫的構(gòu)建,以及設(shè)定知識的異步共享與傳遞方式,實現(xiàn)了生產(chǎn)單元的松耦合關(guān)聯(lián)。結(jié)合信息物理融合系統(tǒng)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的特點,通過將隨機行走機制以及基于小世界特性的RLOC拓撲優(yōu)化算法引入到建立選煤廠CPS拓撲結(jié)構(gòu)的過程中,使得所建立的選煤廠CPS拓撲結(jié)構(gòu)具有無標度網(wǎng)絡(luò)和小世界網(wǎng)絡(luò)的特性,同時具有抗毀性特點。任務(wù)調(diào)度是連接選煤廠CPS任務(wù)計劃與實際生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),結(jié)合興隆莊選煤廠PLC控制系統(tǒng),論文將動態(tài)聯(lián)盟思想引入選煤廠信息物理系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度中,提出了基于交貨期窗口的CPS靜態(tài)調(diào)度模型,將TS引入到PSO搜索的后期提高了調(diào)度性能;同時基于選煤廠生產(chǎn)環(huán)境的動態(tài)性,提出了設(shè)備異常及緊急任務(wù)到達時的選煤廠CPS動態(tài)任務(wù)調(diào)度方法,仿真結(jié)果表明算法用于選煤廠CPS任務(wù)調(diào)度的可行性。結(jié)合選煤廠實時數(shù)據(jù)管理要求,論文提出了一種反饋控制架構(gòu)來實現(xiàn)實時嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中事務(wù)的期望延遲,與以往實時數(shù)據(jù)庫的反饋控制不同,該方法可同時控制相互作用的多種資源,更好的權(quán)衡事務(wù)的時間性和數(shù)據(jù)的新鮮度之間的關(guān)系,從而提供更多的有效性和魯棒性。生產(chǎn)部件對信息輸入源有著不同的可信賴度和可靠性需求,論文最后構(gòu)建了選煤廠CPS網(wǎng)絡(luò)信任度模型及評價方法,結(jié)合影響可信度的因素,利用D-S證據(jù)理論,通過引入環(huán)境函數(shù),設(shè)計了選煤廠CPS可信度計算流程,并給出每一部分合理的計算方法,實現(xiàn)了選煤廠CPS可信度計算。
【關(guān)鍵詞】：選煤廠CPS 拓撲形成 任務(wù)調(diào)度 實時數(shù)據(jù)管理 可信度
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD94
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• Extended Abstract8-21
• 1 緒論21-33
• 1.1 課題研究背景與選題意義21-23
• 1.2 選煤廠自動化發(fā)展歷程23-26
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀26-31
• 1.4 論文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排31-33
• 2 選煤廠CPS模型33-39
• 2.1 選煤廠工藝流程33-35
• 2.2 選煤廠CPS體系架構(gòu)35-37
• 2.3 選煤廠CPS模型37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 3 選煤廠CPS拓撲形成方法39-57
• 3.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及演化模型39-41
• 3.2 基于隨機行走的選煤廠CPS拓撲形成方法41-47
• 3.3 基于RLOC的選煤廠CPS拓撲優(yōu)化47-51
• 3.4 選煤廠CPS拓撲可靠性分析51-56
• 3.5 本章小結(jié)56-57
• 4 選煤廠CPS任務(wù)調(diào)度技術(shù)57-79
• 4.1 選煤廠任務(wù)調(diào)度及PLC控制系統(tǒng)57-59
• 4.2 選煤廠CPS靜態(tài)任務(wù)調(diào)度59-73
• 4.3 選煤廠CPS動態(tài)任務(wù)調(diào)度73-78
• 4.4 本章小結(jié)（Brief Summary）78-79
• 5 選煤廠CPS自適應(yīng)實時數(shù)據(jù)管理技術(shù)79-101
• 5.1 實時數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理79-81
• 5.2 基于服務(wù)質(zhì)量的實時數(shù)據(jù)管理81-93
• 5.3 實時數(shù)據(jù)管理性能評估93-100
• 5.4 本章小結(jié)100-101
• 6 選煤廠CPS網(wǎng)絡(luò)信任度101-117
• 6.1 D-S證據(jù)理論與可信度101
• 6.2 基于D-S證據(jù)理論的選煤廠CPS可信度建模101-108
• 6.3 改進型選煤廠CPS可信度計算模型108-112
• 6.4 仿真與分析112-116
• 6.5 本章小結(jié)116-117
• 7 總結(jié)與展望117-119
• 7.1 論文完成的工作117-118
• 7.2 后續(xù)工作展望118-119
• 參考文獻119-125
• 作者簡歷125-128
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集128

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