舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)安全性分層協(xié)調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展及人們對(duì)舞臺(tái)演藝水準(zhǔn)期望的不斷攀升，現(xiàn)代舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能方面都變的越來(lái)越復(fù)雜，系統(tǒng)發(fā)生故障的幾率也隨之增加。而現(xiàn)代舞臺(tái)是一個(gè)與人密切交互的系統(tǒng)，其可靠性直接關(guān)系到現(xiàn)場(chǎng)人員與設(shè)備的安全，因此，舞臺(tái)系統(tǒng)始終將安全可靠性當(dāng)作舞臺(tái)技術(shù)研究的中重中之重。鑒于此，本文從我國(guó)實(shí)際舞臺(tái)系統(tǒng)的控制模式與層次結(jié)構(gòu)出發(fā)，以某實(shí)際劇場(chǎng)舞臺(tái)系統(tǒng)為背景，結(jié)合故障診斷與容錯(cuò)控制的思想，分別在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)頂層設(shè)計(jì)了一個(gè)安全穩(wěn)定的上位監(jiān)控軟件，

2、在中間層針對(duì)變頻器故障設(shè)計(jì)了一種故障重構(gòu)調(diào)度策略，在底層對(duì)編碼器進(jìn)行了故障診斷與軟閉環(huán)容錯(cuò)控制。從三個(gè)層次對(duì)控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分層協(xié)調(diào)處理，其主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　1）舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)上位軟件開(kāi)發(fā)與安全性設(shè)計(jì)
　　根據(jù)實(shí)際舞臺(tái)系統(tǒng)需求，利用VB和C＃分別開(kāi)發(fā)了上位監(jiān)控軟件。軟件與PLC之間采用OPC通信模式，軟件內(nèi)部采用ACCESS本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)傳輸中，采取握手應(yīng)答的方式。在軟件中分別從操作人員以及設(shè)備兩方面進(jìn)行安

3、全性設(shè)計(jì)，針對(duì)不同操作人員以及不同設(shè)備進(jìn)行了相應(yīng)安全性設(shè)定。
　　2）舞臺(tái)臺(tái)下子系統(tǒng)變頻器故障重構(gòu)調(diào)度容錯(cuò)
　　舞臺(tái)臺(tái)下子系統(tǒng)基本為每個(gè)臺(tái)子配備一臺(tái)變頻器，根據(jù)演藝要求，實(shí)際演出中，驅(qū)動(dòng)臺(tái)下設(shè)備的變頻器大多并非同時(shí)工作。因此，利用這一驅(qū)動(dòng)冗余特點(diǎn)，當(dāng)某一變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)分析實(shí)際舞臺(tái)中其它變頻器的工作狀況，借助于軟硬件調(diào)度與重構(gòu)，用閑置正常且功率匹配的變頻器的輸出替換故障變頻器輸出，由此實(shí)現(xiàn)故障變頻器的容錯(cuò)控制。

4、r>　　3）舞臺(tái)臺(tái)下子系統(tǒng)雙編碼器故障診斷與軟閉環(huán)容錯(cuò)
　　實(shí)際舞臺(tái)系統(tǒng)當(dāng)中，臺(tái)下子系統(tǒng)安裝有增量式編碼器和絕對(duì)值編碼器，二者存在解析冗余。針對(duì)臺(tái)下設(shè)備編碼器故障，文中提出了一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的雙編碼器故障診斷與容錯(cuò)方法。該方法首先利用廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GRNN）分別建立兩個(gè)編碼器輸出與對(duì)應(yīng)輸入的廣義預(yù)測(cè)模型，之后利用序貫概率比（SPRT）算法進(jìn)行故障診斷，最后根據(jù)不同故障情況選擇合適的軟閉環(huán)切換機(jī)制，保證系統(tǒng)反饋信息的可靠性。仿真