舞臺機械控制系統(tǒng)安全性分層協(xié)調技術研究.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展及人們對舞臺演藝水準期望的不斷攀升，現(xiàn)代舞臺機械控制系統(tǒng)在結構和功能方面都變的越來越復雜，系統(tǒng)發(fā)生故障的幾率也隨之增加。而現(xiàn)代舞臺是一個與人密切交互的系統(tǒng)，其可靠性直接關系到現(xiàn)場人員與設備的安全，因此，舞臺系統(tǒng)始終將安全可靠性當作舞臺技術研究的中重中之重。鑒于此，本文從我國實際舞臺系統(tǒng)的控制模式與層次結構出發(fā)，以某實際劇場舞臺系統(tǒng)為背景，結合故障診斷與容錯控制的思想，分別在系統(tǒng)結構頂層設計了一個安全穩(wěn)定的上位監(jiān)控軟件，

2、在中間層針對變頻器故障設計了一種故障重構調度策略，在底層對編碼器進行了故障診斷與軟閉環(huán)容錯控制。從三個層次對控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行分層協(xié)調處理，其主要研究內容包括：
　　1）舞臺機械控制系統(tǒng)上位軟件開發(fā)與安全性設計
　　根據(jù)實際舞臺系統(tǒng)需求，利用VB和C＃分別開發(fā)了上位監(jiān)控軟件。軟件與PLC之間采用OPC通信模式，軟件內部采用ACCESS本地數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)傳輸中，采取握手應答的方式。在軟件中分別從操作人員以及設備兩方面進行安

3、全性設計，針對不同操作人員以及不同設備進行了相應安全性設定。
　　2）舞臺臺下子系統(tǒng)變頻器故障重構調度容錯
　　舞臺臺下子系統(tǒng)基本為每個臺子配備一臺變頻器，根據(jù)演藝要求，實際演出中，驅動臺下設備的變頻器大多并非同時工作。因此，利用這一驅動冗余特點，當某一變頻器出現(xiàn)故障時，通過實時分析實際舞臺中其它變頻器的工作狀況，借助于軟硬件調度與重構，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，由此實現(xiàn)故障變頻器的容錯控制。

4、r>　　3）舞臺臺下子系統(tǒng)雙編碼器故障診斷與軟閉環(huán)容錯
　　實際舞臺系統(tǒng)當中，臺下子系統(tǒng)安裝有增量式編碼器和絕對值編碼器，二者存在解析冗余。針對臺下設備編碼器故障，文中提出了一種基于數(shù)據(jù)驅動的雙編碼器故障診斷與容錯方法。該方法首先利用廣義回歸神經網絡（GRNN）分別建立兩個編碼器輸出與對應輸入的廣義預測模型，之后利用序貫概率比（SPRT）算法進行故障診斷，最后根據(jù)不同故障情況選擇合適的軟閉環(huán)切換機制，保證系統(tǒng)反饋信息的可靠性。仿真