化工過程安全運行信息物理融合系統(tǒng)模型.pdf

1、信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems，CPS)是將計算單元與物理單元通過新型通信網(wǎng)絡(luò)高度集成的復(fù)雜系統(tǒng)，嵌入式計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通過反饋回路監(jiān)視和控制物理過程，在反饋回路中物理進(jìn)程與信息進(jìn)程相互影響。CPS是信息空間和物理空間交集，而不是并集，不能將計算和物理組件獨立開來，信息空間和物理空間的融合是提高CPS融合度的關(guān)鍵，實現(xiàn)許多大型復(fù)雜系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制。
　　信息物理融合系統(tǒng)是廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的新興技

2、術(shù)。目前，對CPS的設(shè)計和實施難度不斷增加，預(yù)計CPS會在即將到來的嵌入式系統(tǒng)起到至關(guān)重要作用。將信息物理融合系統(tǒng)應(yīng)用在化工過程安全運行中是我國未來化工生產(chǎn)過程的發(fā)展趨勢，致力于提高化工生產(chǎn)過程安全性。為達(dá)到系統(tǒng)安全性，需根據(jù)化工過程特點設(shè)計具有自主性、實時性的模型，能使化工過程實時監(jiān)測、傳輸、預(yù)測、自主解決化工故障。本文主要目的是利用信息物理融合系統(tǒng)為化工過程的安全運行提供解決方案。
　　本文借助感知控制論具有的層次特性和自主性

3、對化工過程安全運行的信息物理融合系統(tǒng)進(jìn)行建模與分析。因為化工過程安全運行的信息物理融合系統(tǒng)是一個對實時性、安全性和自主性要求非常高的系統(tǒng)，所以本文利用感知控制論的特性設(shè)計具有對物理世界實時感知、自主性高及由多個層級組織起來的跟人類的感知控制模式類似的CPS系統(tǒng)模型。并針對化工過程對安全性的高需求，本文對化工過程安全運行的信息物理融合系統(tǒng)模型涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，其中為了對化工過程實現(xiàn)安全運行和實時性，對化工過程安全運行的信息物理融合系