网络通讯控制（精选10篇）
网络通讯控制 篇1
摘要：对PID控制器参数优化的研究, 在网络控制系统中传统的PID控制方法由于被控对象的非线性、时延和系统扰动等因素降低控制器的效果, 从而影响系统的稳定性。用实时性要求较高的直流电机作为被控对象进行matlab仿真, 仿真结果表明采用压缩映射遗传算法神经网络的PID控制器系统响应速度快和控制精度高, 网络控制系统具有鲁棒性和抗干扰能力。
关键词：网络控制系统,压缩映射遗传算法,神经网络,参数优化
1 引言
PID控制器要想得到理想的控制效果, 就需要取得PID控制中比例、积分和微分三个参数的最优值。传统的PID控制器已经不能满足现代的需求, 因而将智能控制技术引入了PID控制器中。
2 基于神经网络PID控制器原理
(1) PID控制器。在控制系统中常常用到PID控制, PID即对输入偏差进行比例积分微分运算。PID控制器是由比例、积分和微分三个环节组成, PID控制器能否取得好的控制性能就要调节好比例、积分、微分的三者的关系。基于遗传神经网络PID控制器采用经典的增量式数字PID控制器, 可以直接对被控对象进行闭环控制且对三个参数进行在线整定。
(2) 基于神经网络PID控制器。BP神经网络是现在应用最为广泛和成功的神经网络之一, BP神经网络具有学习能力强、可逼近任意非线性的优势, 它是一种单向传播多层前向网络, 采用最小均方差和梯度算法, 由输入层、隐含层和输出层三层组成, 其中输入层与隐含层、隐含层和输出层通过相应的权值连接起来的。
3 压缩映射遗传算法优化BP网络的初始值
3.1 压缩映射遗传算法
传统的遗传算法并不可能保证全局的最优收敛, 因此对传统的遗传算法进行改进, 把Banach定理用于遗传算法即压缩映射遗传算法。遗传算法能够被定义为群体之间的变形, 构造的度量空间X使得其成员为群体P, 那么任何的压缩映射f都有唯一地不动点, 不动点是f应用于任意一个初始群体P (0) 迭代得到的。根据Banach定理可以得到合适的度量空间, 在此空间中的遗传算法是收缩的, 就可以在不动点上获得算法的收敛性, 与初始群体的选择无关。
3.2 压缩映射遗传算法对BP网络的优化
BP算法使用的是梯度算法, 训练是从某一点开始沿着误差函数的斜面达到误差的最小值, 不同的始点会导致不同的最小值产生, 得到不同的最优解, 因此BP神经网络的PID在网络优化训练时有收敛速度慢、易陷入局部极小和全局搜索能力差的缺点。而压缩映射遗传算法具有收敛性, 能够在BP神经网络搜索时保证全局最优收敛, 从而能得到最优解或准最优解。采用压缩映射遗传算法来对BP神经网络的权值和阈值进行学习和优化, 然后用BP网络进行在线整定PID参数, 从而达到良好的控制效果。
3.2.1 编码方式
BP神经网络的权值和阈值的学习是复杂的连续参数优化, 如果采用二进制编码就会使得编码串过长, 影响网络学习的精度。使用实数编码比较直观并且不会出现精度不足, BP神经网络的各个权值和阈值组按照顺序联成一个长串, 串上的每一个位置对应着网络中的一个权值或者阈值。
3.2.2 适应度函数
遗传算法中的适应度函数来评价染色体优劣, 将染色体上表示的各个权值分配到给定的网络结构中, 网络以训练集样本为输入输出, 运行后返回E (pi) 来评价函数达到最优目标:Eval (pi) =E (pi) , 其中误差越小, Eval (pi) 的值就会越小。群体的适应度函数为:
3.2.3 初始群体的选择
本文采用实数编码的方式, 初始群体表示为:Si (p) ={V1, V2, …Vm}, 其中i=1, 2, …, M;j=1, 2, …, m;M为群体中潜在解的个数, 其取值在20-100之间, 考虑所处理的求解时间。在初始染色体集时网络中各个权值都是以e-|r|的概率分布来随机确定, 遗传算法的这种随机分布方法使得当网络收敛后, 权值的绝对值都很小, 能够搜索所有的可行解范围。
3.2.4 遗传算子
遗传算子采用了选择、交叉和变异算子。选择算子目的是从群体中选择适应度大的优胜个体, 适应度越大的个体被选择的机会就越大。在选择算子中采用最优保存策略, 即当前群体中的适应度最高的与上一代群体中最高适应度相比较, 如果当代比上一代高就保留当前的个体, 相反则淘汰新一代中的一个个体, 将上一代最高适应度的个体加入新一代中。本文使用自适应变异算子, 适应值大的个体在较小的范围中搜索, 而适应值较小则在较大的范围中搜索, 可以根据解的质量自适应地调整搜索区域来提高搜索能力。
3.2.5 算法终止准则
在满足适应函数最大值时终止遗传算法迭代, 由于网络中适应度的最大值不清楚, 本身就是搜索的对象, 因此在发现在群体中一定比例的个体已经为一个个体时终止迭代, 本文设定最大遗传代数, 即使最大遗传代数没有找到最优解也终止算法。
4 仿真研究
在matlab中构建遗传神经网络PID控制器, 利用Truetime构建NCS仿真模型, 被控对象选为直流电机。BP神经网络算法的PID控制器在经过100秒才达到稳定状态, 而压缩映射遗传神经算法PID控制器只要56秒就达到稳定状态, 可知压缩映射遗传神经算法PID控制器比BP神经网络算法的PID控制器振荡时间短、振幅小, 控制系统性能更好。
5 结论
对于BP神经网络优化训练时有收敛速度慢、易陷入局部极小和全局搜索能力差的缺点。采用压缩映射遗传算法对BP神经网络PID控制器的权值和阈值进行学习和参数优化, 加快了全局收敛性, 而且振荡时间短、振幅小, 能够很快的达到控制系统稳定。通过仿真可以看到压缩映射遗传神经网络PID对网络控制系统在延时和扰动等干扰因素下仍可以进行实时控制, 达到较好的控制效果, 并具有鲁棒性强和抗干扰的特点。
参考文献
[1]涂川川, 朱凤武, 李铁.BP神经网络PID控制器在温室温度控制中的研究[J].中国农机化, 2012.2:151-154.
[2]韩力群.人工神经网络教程[M].北京:北京邮电大学出版社, 2006.
[3]周海, 恒庆海, 刘茵.基于truetime的网络控制系统时延分析与仿真[J].工业控制计算机, 2012, 25 (2) :29-30.
网络接入控制将退出市场 篇2
使用瘦客户机能减少二氧化碳排放
英国的科学家称，如能用瘦客户机代替PC机，整个英国的商界一年能节省1.54亿美元的电费，减少49.5万吨的二氧化碳排放。这里面包含了服务器的耗电，他们是按每20用户有一部服务器计算的。工作时，一台瘦客户机的耗电为40至50W，而一台PC机平均耗电85W，所以使用瘦客户机能节省50％的电力。按一天8小时、一年220天计算，每个桌面能减少50kg的二氧化碳排放。如果考虑使用瘦客户机还能减轻空调等系统的负担，实际省电的效果更好，减少更多的二氧化碳排放。科学家称，减少二氧化碳的排放没有什么灵丹妙药，要靠所有地球人的自觉。这里节省0.5％、那里节省0.25％，总的下来，就能减少大量的温室气体排放，保护我们自己的家园。
复杂性正在扼杀IT
IT变得越来越复杂，没有一个人能完整地描绘出一个单位的IT系统。随着发展和形势的变化，需要的硬件、软件、应用不断增加，IT系统逐步变得越来越复杂，如有一家银行现有3万台服务器和20万台PC机。同时，不同部门的人都从他们各自的立场出发处理问题，也使问题变得更复杂。已有的解决方案和开发工具没有得到充分使用，使问题一而再、再而三地发生，增加了IT系统的复杂性，处理这些问题的难度也越来越高。随着IT系统越来越复杂，它们的脆弱性也在不断增加，有一天可能会使IT系统崩溃。为此，在最近召开的IBM复杂性会议上，有专家提出，我们需要一種能回答合理要求的对付复杂性的方法，加上良好的软件习惯，也许能减缓IT复杂性。
iPod播放器对公司的安全是个威胁
网络通讯控制 篇3
为了使控制系统内信息资源得到最大程度共享, 提高系统效率, 一种通过共享通信网络来交换传感器、控制器和执行器等多个节点之间信息的网络化控制系统 (Network Control System, NCS) 应运而生。根据网络传输媒介的不同, NCS又分为有线网络控制系统 (Wired Network Control System, WNCS) 和无线网络控制系统 (Wireless Network Control System, WiNCS) 或两者结合的混合网络控制系统[1,2]。
相对于WNCS, WiNCS不需要复杂布线过程, 使得控制系统安装简便, 易于升级和维护。但WiNCS中存在网络时延, 降低了控制系统的控制性能。针对随机、时变和不确定的网络时延, 国内外研究者提出了各种控制方法与解决方案。肖小庆等人[3]采用齐次Markov链描述网络时延, 给出了镇定控制器的设计方法;郑劭馨等人[4]针对Ethernet, 提出了一种不依赖于网络时延精确模型的改进型神经元PID控制器;朱灵波等人[5]提出一种基于半Markov网络流量模型的时延估计算法, 用于估计传输链路的时延超过某个阈值的概率;聂雪媛等人[6]设计了具有多步预测功能的网络控制器, 实现前向通路的时延补偿。以上算法都比较复杂, 需要大量的数学公式和矩阵运算。目前, 对于WiNCS的仿真研究, 最常用的是Matlab仿真工具, 控制算法一般采用常规PID控制, 这就给WiNCS研究带来了局限性。因为NCS是一个实时性要求较高的系统, 其周期性的采样过程要求采样数据能够尽可能在每个采样周期内通过网络传输到控制器上, 而控制器输出的控制器信号也要求能在同一采样周期通过网络传输到执行器上[7,8]。而常规PID控制只能在一定程度上满足网络控制要求。TrueTime工具箱[9]具有内核实时性特点, 满足WiNCS的研究要求, 是一个很好的研究WiNCS的仿真平台。本文基于Matlab/Simulink的TrueTime工具箱, 采用RBF神经网络PID控制器对WiNCS进行仿真研究。
1 WiNCS仿真模型建立
具有时延的WiNCS的典型结构, 即传感器到控制器之间和控制器到执行器之间都是通过无线方式连接的[10], 如图1所示, R () s和Y () s分别为控制系统输入和输出;C () s和G () s分别为控制器模型和被控对象模型;u和y为经由无线网络传输的数字信号;d () s为从控制系统输出到输入端的反馈。
被控对象为直流伺服电动机模型, 其传递函数表达式为
式中:s为拉氏变换因子。
对于连续系统, PID控制器的控制规律为
式中:kp, ki, kd分别为PID的控制器比例、积分和微分增益系数;e为控制输入时间函数 (即随时间变化的函数) 。
由于TrueTime中的Kernel模块是实时内核机制, 因此, 需将上述控制过程离散化, 即
式中:n为采样点的序号;m为所考虑时间内最大的采样点序号;Ts为采样时间。
在TrueTime环境中, 建立WiNCS的仿真模型, 如图2所示, 模型中包含1个无线网络模块和2个节点, 1号节点为传感器/执行器, 2号节点为控制器。传感器节点定时对被控对象采样。
图2中的主体部分都是TrueTime工具箱中的模块, 传感器/执行器节点模型、控制器节点模型都是由TrueTime Kernel模块和TrueTime Battery模块构成。TrueTime Kernel模块内嵌AD和DA转换器接口、网络接口 (输入输出通道) 、公共资源 (CPU、监控器、网络) 的调度与监控输出端口[11]。传感器节点经AD转换接口将采样来的模拟信号y转换成数字信号snd1经无线网络模块送到控制器模块的Rcv端, 控制器模块通过AD转换接口采样给定方波信号结合软件编程算法输出控制信号snd2经无线网络送执行器Rcv端, 执行器再将控制信号经DA转换接口将数字信号转换成模拟信号u送被控对象。无线网络模块和TrueTime Kernel模块都有Schedule端, 实验中可接示波器, 以便于观察无线网络、控制器、执行器的调度情况。
2 网络参数设定及初始化代码
在TrueTime中建立好WiNCS仿真模型后, 要对无线网络模块进行参数设置, 如图3所示。
参数设置完后, 接下来就是对WiNCS中各模块进行初始化及编辑节点任务程序和网络中断程序, 分别建立对应的M文件。初始化是仿真实验的重要内容, 包括定义模拟输入与输出、节点任务的优先级、设置能耗和创建各节点任务等[12]。节点任务程序和网络中断程序则用代码的形式描述了WiNCS通信过程。初始化文本的编辑是仿真实验过程中花费时间最多的一项工作, 其中最核心的工作是算法的实现。本文采用基于RBF神经网络的PID控制策略。
3 RBF神经网络整定PID控制器参数
TrueTime工具箱拥有自己的命令列表, 合理运用这些命令, 调用相应的命令函数, 可使程序代码简练、可读性强。基于RBF神经网络的PID控制算法写在控制器节点任务程序代码中, 所用到的命令函数见表1。
在实际应用中, 时延的长短具有不确定性, 为了得到更好的实验结果, 采用RBF神经网络对PID控制器的参数kp, ki, kd进行动态调整, 以实现在同样时延下输出曲线更加理想。
RBF神经网络结构如图4所示, 其中X=[x1, x2, …, xn]Τ为网络输入向量;H=[h1, h2, …, hj, …, hm]Τ为网络径向基向量;W=[w1, w2, …, wj, …, wm]Τ为网络权向量;ym为网络输出, ym=w1h1+w2h2+…+wmhm。
径向基向量中的元素表达式为
式中:j=1, 2, …, m;Cj为网络第j个节点的中心矢量, Cj=[cj1, cj2, …, cji, …, cjn]Τ (i=1, 2, …, n) ;设网络的基宽向量为B=[b1, b2, …, bm]Τ, bj (bj>0) 为网络基宽向量B中元素。
辨识网络性能的性能指标函数为
式中:y (k) 为第k次迭代得到的被控对象的输出。
为使J最小, 根据梯度下降法, 对输出权值、节点中心及基宽参数进行迭代, 迭代算法为
式中:η为学习速率;α为动量因子。
Jacobian阵 (即对象的输出对输入的灵敏度信息) 算法为
式中:x1=Δu (k) , Δu (k) =u (k) -u (k-1) 。
采用RBF神经网络动态调整PID参数, 实现PID控制器参数在一定性能指标下的寻优。采用增量式PID控制器, 控制误差为e (k) =r (k) -y (k) 。
PID控制器的3项输入为
PID控制器输出为
RBF神经网络整定指标为
kp, ki, kd调整为
式中:ηp, ηi, ηd分别为PID控制器的比例、积分、微分的学习速率;∂y/∂Δu为被控对象的Jacobian信息, 可通过式 (11) 得到。
4 仿真分析
通过改变M文件中关于网络时延函数ttsetNetworkParameter ('Predelay', value) 和ttsetNet-wokParameter ('Postdelay', value) 中的参数来设置网络输入时延和输出时延, 分别预设时延为2、4、6ms。RBF神经网络结构选为3-6-1, 3个输入参数分别为Δui (k) , yi (k) 及yi (k-1) , 参数选择为η=0.3, ηi=ηp=ηd=0.046, α=0.05, W=[50 10 30], kp0=0.360, ki0=0.105, kd0=0.190。运行WiNCS仿真模型, 不同延迟下采用常规PID控制器和RBF神经网络PID控制器的仿真结果分别如图5、图6所示 (图中实线为参考输出, 虚线为实际输出) 。
从图5可看出, 当时延为2ms时, 控制器输出波形仅在3.313s和9.715s处出现较大畸变;当时延为4ms时, 控制器输出波形在3.324s、4.876s和9.834s处都出现明显畸变;当时延为6 ms时, 控制器输出波形出现明显畸变的数目较时延为4ms没有增加, 但在3个时间段内出现的畸变加剧, 特别是从4.884~5.183s这段时间内完全失控, 不能满足控制要求。从图6可看出, 时延为2ms的控制器输出波形能够很好地跟随参考输入;当时延增加为4ms和6ms时, 控制器输出波形也出现了畸变, 但与图5 (b) 、图5 (c) 相比, 不论是畸变出现的时间段数目还是畸变的剧烈程度, RBF神经网络PID控制器比常规PID控制器对WiNCS的控制效果明显要好。
无线网络中的时延是不确定的, 稳定的控制系统要求在不同的时延下都能输出理想曲线。仿真结果表明, RBF神经网络PID控制策略能够在一定程度上降低不确定时延对WiNCS的影响, 但RBF神经网络算法也给节点资源有限的WiNCS带来负担, 而且智能算法的建立也是需要时间的。常规PID控制策略和RBF神经网络PID控制策略下的WiNCS响应曲线如图7所示。从图7可看出, RBF神经网络PID控制器的响应时间要长于常规PID控制器, 所以在实际应用中可采用RBF神经网络PID控制策略结合预估补偿器的方法, 使WiNCS性能更加稳定。
5 结语
利用TrueTime工具箱建立了WiNCS仿真模型, 简单介绍了模型中的无线网络模块和节点模块设计, 针对不确定时延影响WiNCS控制性能的问题, 提出了RBF神经网络PID控制策略。仿真结果表明, RBF神经网络PID控制策略能够在一定程度上降低不确定时延对WiNCS的影响, 提高WiNCS的稳定性。
参考文献
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[3]肖小庆, 周磊, 陆国平.带有随机时延的非线性网络控制系统的输出反馈镇定[J].控制理论与应用, 2009, 26 (9) :1023-1025.
[4]郑劭馨, 薛薇, 薛艳君.基于改进的神经元PID的网络化控制系统[J].控制工程, 2008, 15 (3) :232-234.
[5]朱灵波, 戴冠中, 任维娟.一种基于半马尔可夫网络流量模型的延迟估计算法[J].系统仿真学报, 2008, 20 (19) :5053-5057.
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[11]杜锋, 杜文才.基于新型Smith预估补偿的网络控制系统[M].北京:科学出版社, 2012.
网络通讯控制 篇4
【关键词】 网络环境；初中生；网络成瘾；心理控制
网络成瘾属于一种类似于赌博的强迫行为，是指在没有成瘾的物质条件下，人们产生的一种失控的上网冲动现象。目前，快速发展的互联网影响到了人们的心理，产生了一种新的心理问题——网络成瘾。尤其是对青少年的心理健康具有很大的危害。在当今，教育界、心理学界、以及社会各个阶层中都非常关注青少年的心理健康问题。
一、初中生网络成瘾的特征
网络成瘾对人的身心健康和学习生活造成了很大的危害。这些年来，初中生由于沉溺于网络，发生了很多辍学、猝死甚至自杀的事件。初中阶段具有人生奠基的意义，是网络成瘾问题的高发阶段，因此社会各界非常关注初中生网络成瘾的问题。按照我国颁布的《网络成瘾诊断标准》中的规定，初中生网络成瘾主要有以下几个特征：①初中生沉迷于网络关系成瘾中，通过一些即时性的聊天工具、网站等等进行人际交流，浪费掉了很多的时间，沉迷于其中不能自拔。②初中生很容易对网络上各种互动升级游戏成瘾，将大量的时间投入到网络游戏中，每天都魂不守舍，无法上课学习，想尽办法上网游戏。③由于初中生好奇心理作祟，他们通过一些游览网上一些色情文字、动画以及电影等等吗，很容易对网上一些色情成瘾，难以控制上网的时间。④由于初中生的心智还处于发育阶段中，分不清各类信息的好和坏，因此，有的初中生，无法抑制从网上下载各类信息，造成了网络信息成瘾，强迫性的从网上收集一些暂时不需要地信息，并且进行传播或者堆积。
二、初中生在网络环境下网络成瘾的现状分析
1.初中生网络成瘾的现状。根据相关资料显示，在重庆市随机抽取的258名年龄在15.45岁地初中生中，就有8名被评估出具有网络成瘾的问题，检出率为3.1%。有22.1%的学生在逃避问题或者环节不良情绪的时候去上网。30.6%的学生感觉上网的时间要比计划的时间要长很多，20.9%的学生为了减少上网的时间，或者停止上网，经过很多次的努力控制，但是不能成功。11.2%的学生认为上网丧失了受教育的机会，妨碍了重要的人际关系，5.9%的学生对上网产生了依赖，一心只想着上网。在初中生中，男生的网络成瘾率要比女生高很多，存在着性别上的差异。在年龄上，初一的学生网络成瘾率要低于初二、初三的学生，尤其是初二阶段中的初中生，网络成瘾的学生要比其他两个时期高很多，因此，对于这个时期中的初中生要合理的科学的引导上网，对他们实施教育。
2.初中生上网成瘾的条件比较。首先，根据相关资料显示，89.34%的初中生喜欢自己在家里上网，10.66%的初中生在外面的网吧上网。初中生在网吧上网的成瘾率要比自己在家里上网的高处很多。在自己家上网的网络成瘾率在5.20%左右，而在外面网吧上网的初中生网络成瘾率在26.15%左右。其次，目前，随着留守青少年的不断增多，留守青少年的心理健康问题也引起了社会各界的关注。根据相关调查的资料显示，城市中，留守的初中生网络成瘾，要比非留守的初中生高很多。留守的青少年网络成瘾率在14.07%左右，而非留守的青少年在5.40%左右。总之，在外面网吧上网的初中生网络成瘾率要比自己在家里上网的初中生网络成瘾率高，留守的初中生网络成瘾率要比非留守的初中生网络成瘾率高很多。
三、网络环境下初中生网络成瘾心理控制的建议措施
网络成瘾会给初中生的身心健康造成严重的危害，初中生过度使用网络会影响他们的正常生活和学习。因此，学校、教师、家长以及社会要有效地对初中生网络成瘾的问题进行干涉，并采取有效地措施敢于初中生网络成瘾的不良行为。
1.目前，网络已经成了人们生活中不可缺少的部分。而初中阶段是青少年形成个体世界观、价值观、人生观的重要时期。网络会影响到初中生的人生观、世界观以及价值观的形成，为了保证初中生的健康成长，学校、家庭和社会各界就要针对初中生的网络成瘾，进行干预和防范，合理的教育青少年，引导他们正确的上网，规范初中生网络的使用效率，加强青少年的网络文明行为。
2.初中生的心理控制源是一个发生和发展的过程，不是天生经过遗传而来的。可见预防初中生网络成瘾要训练初中生的心理控制，增强防范和干预初中生网络成瘾的心理行为，通过训练初中生的心理控制源，改变其个人的行为取向。目前，大多数的初中生能够采用积极地应对方式，约束自己，防范网络成瘾，但是在遇到问题和困难的时候，仍旧有部分初中生试图网络、休息等方式，想把问题和烦恼暂时的抛开，因此，通过自己安慰自己的校际应对方式，来处理自己预见的问题和困难，由此，充分的说明了初中生要进一步的提高自己健康的应对方式，寻找一个更好的途径来解决自己的问题和困难，从而避免自己网络成瘾。
综上所述，初中生的网络成瘾，主要是一种自我控制力很差，调节能力差的缺失，他们缺自我约束的能力。家长、学校、教师以及社会各界要充分的做好初中生网络使用的心理疏导工作，积极地组织学生参加社会实践活动，使青春期的初中生身心健康得到良性的发展，预防学生具有网络成瘾的倾向，加强网络道德教育，加强网络信息监控和管理，加强教育网络科学化的建设，为了减少不良的应对方式，为了避免消极的态度，要鼓励和教育初中生利用积极地应对方式处理问题，从而避免初中生网络成瘾的倾向。
【参考文献】
[1]高代林，杨曦.初中生网络成瘾与家庭功能的关系研究[J]. 北方药学. 2011（07）
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网络通讯控制 篇5
目前用于灯光控制的设备中,控制系统只负责发送控制指令,但是对于设备对指令的执行情况不得而知。在实际应用过程中,常常会出现控制命令已经发出,而灯光设备并没执行的情况,系统并不能确认控制命令是否执行,这种单向工作原理会影响机房正常运转,根本达不到正常灯控系统的控制要求,并且日常维护难度大,耗费大量人力物力。
若在系统中加入反馈电路(与控制器集成在一起),即把前端设备的状态返回控制设备,再经上位机分析对比,当设备未执行指令或控制系统出现故障时,可以通过环境监控系统报警。因此,需要开发一种双向工作原理、能够获取灯光当前状态的机房灯光控制系统,更好地满足网络机房等重要作业场所的实际需求。
2 系统概述
系统工作原理:由上位机发出控制指令,经串口通讯电路到达嵌入式控制器,响应后相应的继电器工作,信号传送到控制采集电路,这就完成了控制流程;由于控制采集电路的信号是核心电路上的继电器给的,所以当继电器上的状态与信号采集电路所监测的状态不一致时,监控中心就可以报警,起到了反馈的作用,防止控制不成功,控制正常时则不会有任何报警。
系统架构:该控制系统主要包括了上位机监控中心、核心电路(包括串口通讯电路,嵌入式控制器、继电器输出电路、信号采集电路)、控制采集电路,如图1所示。
3系统特点
(1)传统的灯光控制都是采用控制火线的方式,但是基于人身安全的考虑,转换为12VDC控制的方式,使得安全保障程度更高。
(2)虽然通过监控系统可以对灯光进行任意的组合控制,但是有时候在机房巡检时,墙壁上的开关也是必须用到的,所以远程控制和墙壁开关的控制一样重要。
(3)控制采集电路采用的是常用的继电器,并且整合在一起,所有接线均引至电路板外围,提高了接线的效率,还能与大多数控制设备配套使用,兼容性高。
(4)在机房监控中,有时候需要设备之间的联动来达到所需的要求,该系统中可以与门禁、红外、温湿度、消防及其他设备进行联动。
(5)鉴于资源利用最优化的原则,可根据控制的需要,对设备进行定制(即控制几路继电器)。
(6)控制模块上的IN1-IN4可对控制采集电路上的继电器的工作状态进行监测,形成反馈回路,实现本系统的重要功能。
4 系统应用
该系统成功应用于多处网络机房监控中,完全可取代传统的普通灯控产品,在具体应用时,需注意以下事项:
(1)灯控设备应放置在阴凉、通风及相对安全的地方。
(2)在选择控制模块时,应充分考虑操作维护的方便,并同时考虑人员疏散线路的要求。
(3)定期检查灯光设备的各种状态,做到及时维护和更换。
5 总结
网络通讯控制 篇6
反馈控制系统中, 控制回路是通过实时网络闭合的, 称之为网络控制系统[1] (Networked Control System, NCS) 。由于其具有成本低廉、维护方便等突出特点, 网络控制系统在电力系统、石油化工等工业过程控制中得到了广泛的应用。目前, 网络控制系统已经成为国内外过程控制的一个研究热点, 文献[1～3]总结了最新进展。很多研究者针对网络控制系统的建模和稳定性[4～8]、控制器设计[9～15]等问题进行了深入的研究。但在实际工业过程控制中, 串级控制系统是除单回路反馈控制外应用最广泛的重要控制结构, 随着DCS和FCS的广泛应用, 在串级控制系统中越来越多地通过专用网络或现场总线来传输实时控制信息。串级控制系统中, 控制回路是通过实时网络闭合的, 称之为网络化串级控制系统[16] (NetworkedCascadeControlSystem, NCCS) 。网络化串级控制系统是一类特殊的网络控制系统, 它充分结合了网络控制系统和串级控制系统的优点, 不仅可以大大降低系统成本、提高系统诊断维护水平, 还可以快速克服内部扰动, 提高系统工作频率。
将网络引入控制系统的控制回路中, 为工业过程控制实际应用带来了极大的便利, 但也给控制系统的分析和综合带来了巨大的挑战。传统的控制理论中所作的假设, 如数据包的无延迟、无差错、无丢失的准确传输等不再成立, 系统的分析和设计变得异常复杂。在网络控制系统和网络化串级控制系统中, 由于配置方式的不同, 可能会导致不同的系统结构。而不同的系统结构中, 网络存在的位置又各不相同, 从而相应地有不同的系统分析和综合方法。因此, 有必要针对网络控制系统和网络化串级控制系统的结构进行深入研究。
本文从工业过程控制实际出发, 针对NCS和NCCS的网络结构进行了研究, 提出了节点-设备连接阵和网络传输阵的概念并分析了它们的性质, 采用系统配置图、方框图、节点设备连接阵和网络传输阵等三种方法分别描述了NCS的三种常见结构, 并描述分析了NCCS的四种典型结构。 (1)
2 节点设备连接阵和网络传输阵
为简化问题分析, 以下设备仅指与控制回路直接相关的现场设备, 包括传感器、控制器、执行器等三类设备。网络节点仅指与控制回路直接相关的节点, 即至少包含三类设备之一的节点, 而不包括与控制回路无关的节点, 如智能化外围设备等其它节点。
定义1节点设备连接阵P定义为:P= (pij) (i=1, 2, …, m;j=1, 2, …, n) , 其中, m为网络中的节点数, n为网络中的设备数。pij=1表示设备j挂在网络节点i上, pij=0表示设备j未挂在网络节点i上。
由定义1可知, 节点-设备连接阵P描述了各网络节点上是否挂接有设备, 以及挂接的是哪些设备。
推论1由于一个设备只能挂在某一个网络节点上而不可能挂在多个网络节点上, 故P的每一列有且仅有一个元素为1, 其它元素均为0。
推论2一个网络节点上至少需要挂一个设备, 因此P的每一行至少有一个元素为1。
推论3 P的每一列所有元素之和均为1, P的每一行所有元素之和大于等于1, P的所有元素之和为n。
定义2网络传输阵Q定义为:Q= (qij) (i, j=1, 2, …, m) 是维数为m的对称矩阵, m为网络中的节点数。qij=1表示节点i与节点j之间存在需要传输的实时信息, 且传输方向是从节点i到节点j, 否则qij=0, 节点i与节点j之间不需要传输实时信息。
网络传输阵Q描述的是控制回路中需要传输各种实时信息 (包含传感信息和控制信息) 的网络在节点之间存在的位置, 还描述了节点之间各实时信息传输的方向。
推论4 Q的对角线元素必定全部为0, 即qii=0 (i=1, 2, …, m) 。
3 网络控制系统的结构分析
为简化问题分析, 在网络控制系统中, 设备仅指与NCS控制回路直接相关的现场设备, 包括变送器、控制器、执行器等三个设备。网络节点仅指与NCS控制回路相关的节点, 即至少包含上述三个设备之一的节点, 而不包括与NCS控制回路无关的节点, 如智能化外围设备等其它节点。
在单回路NCS中, 现场设备一般有一个传感器和一个执行器, 均是智能化的现场设备。执行周期性采样和接收控制器指令驱动执行机构的功能块分别置于传感器和执行器中, 而执行控制功能的控制器则内置于传感器或执行器中, 当然也可置于其它智能化节点中, 如分散控制系统中即是如此。因此有如下三种可能的结构。
3.1 TypeⅠNCS
将执行控制器功能的功能块内置于传感器中, 这在基于FCS的NCS中是常见的一种配置方式。此时网络仅存在于控制器与执行器之间, 称之为TypeⅠNCS。系统配置图如图1所示。
注:S———传感器;C———控制器;A———执行器
其等价的方框图如图2所示, Plant表示被控对象。
由图1可知, 网络中的节点数m=2, 设备数n=3。以下统一按传感器S、控制器C、执行器A的顺序将这三个设备编号为设备1, 2, 3, 此处传感器节点、执行器节点分别编号为节点1, 2。
由定义1和图1可知:, 由定义2及图2可得:。
3.2 TypeⅡNCS
将执行控制器功能的功能块内置于执行器中, 这在基于FCS的NCS中也是常见的一种配置方式。此时网络仅存在于传感器与控制器之间, 称之为TypeⅡNCS。其系统配置图如图3所示, 节点数、设备数、设备和节点编号同3.1小节。
其等价的方框图如图4所示。
由定义1和图3可知:, 由定义2及图4可得:。
将执行控制器功能的功能块置于其它单独的智能节点中, 这在基于DCS的NCS中是常见的配置方式。此时, 网络不仅存在于传感器和控制器之间, 还存在于控制器与执行器之间, 称之为TypeⅢNCS。系统配置图如图5所示, 网络中的节点数m=3, 设备数n=3。
此时, 传感器、控制器、执行器节点分别为节点1, 2, 3, 则由定义1和图5可知:, 由定义2及图6可得:。
其等价的系统方框图如图6所示。
4 网络化串级控制系统的结构分析
为简化问题分析, 以下设备仅指与NCCS控制回路直接相关的现场设备, 包括主变送器、主控制器、副变送器、副控制器、执行器等五个设备。网络节点仅指与NCCS控制回路直接相关的节点, 即至少包含上述五个设备之一的节点, 而不包括与NCCS控制回路无关的节点, 如智能化外围设备等其它节点。
一般地, 在一个典型的网络化串级控制系统中, 有三个智能化的现场设备, 有两个变送器 (主变送器和副变送器) , 还有一个执行器。在该系统中, 控制功能是通过分散在现场或电子设备间的两个控制器来实现的。主变送器对主参数周期性采样并发送到主控制器, 主控制器根据给定值以及主参数的反馈值之间的偏差计算出控制指令, 输送到副控制器作为它的设定值, 副变送器对副参数周期性采样并发送到副控制器, 副控制器根据这两者的偏差计算出控制指令, 执行器接收来自副控制器的控制指令驱动执行机构从而改变副对象的状态, 进而改变主对象的状态。而实现控制器功能的主控制器C 1和副控制器C 2可任意配置在这三个智能化的现场设备中, 也可配置在单独的网络节点中。显然, 理论上网络化串级控制系统共有11种可能的结构形式。但在工业过程控制实际应用中, 为便于组态调试管理, 实际应用中经常采取以下四种配置方式, 其它的结构形式均可等效简化为这四种配置方式。
4.1 TypeⅠNCCS
第一种类型的NCCS:TypeⅠNCCS如图7所示, 将实现主控制器功能的C 1内置于主变送器中, 将实现副控制器功能的C 2内置于副变送器中, 这是实际应用中一种常见的配置方式。网络存在的位置有:主控制器和副控制器之间的外回路控制指令传输通道, 以及副控制器和执行器之间的内回路控制指令传输通道。这种结构形式在基于FCS的网络化串级控制系统中是常见的。
与图7等价的方框图如图8所示, 其中Plant1表示主对象, Plant2表示副对象。
由图7可知, 网络中的节点数m=3, 设备数n=5。以下统一按主变送器S1、主控制器C 1、副变送器S2、副控制器C 2、执行器A的顺序将这5个设备编号为设备1, 2, 3, 4, 5。此处主变送器、执行器、副变送器节点分别编号为节点1, 2, 3。
由定义1和图7立即可以得知:, 由定义2及图8可立得:
4.2 TypeⅡNCCS
第二种类型的NCCS:TypeⅡNCCS如图9所示, 将主控制器C 1置于主变送器中, 副控制器C 2内置于执行器中, 这也是工程上经常应用到的一种配置方式。此时, 网络存在的位置有:主控制器与副控制器之间的主回路控制指令传输通道, 以及副变送器与副控制器之间的副参数传输通道。这种结构形式在基于FCS的网络化串级控制系统中是常见的。
与图9等价的方框图如图10所示。
由图9可知, 网络中的节点数和设备数同4.1小节, 主变送器、副变送器、执行器节点编号为节点1, 2, 3, 由定义1和图9可知:, 由定义2及图10可得:。
4.3 TypeⅢNCCS
第三种类型的NCCS:TypeⅢNCCS如图11所示, 将主控制器C 1和副控制器C 2一起配置在一个单独的节点中。此时, 网络存在的位置有:主变送器和主控制器之间的主参数传输通道, 副变送器和副控制器之间的副参数传输通道, 以及副控制器和执行器之间的副回路控制指令传输通道。这种结构形式在基于DCS的网络化串级控制系统中是常见的。
与图11对应的方框图如图12所示。
由图11可知, 网络中的节点数m=4, 设备数n=5, 主变送器、副变送器、执行器、控制器节点依次编号为节点1, 2, 3, 4, 由定义1和图11可知:, 由定义2及图12可得:
4.4 TypeⅣNCCS
第四种类型的NCCS:TypeⅣNCCS如图13所示, 主控制器和副控制器分别配置在两个单独的节点中。网络存在的位置有:主变送器到主控制器的主参数传输通道;副变送器到副控制器的副参数传输通道;主控制器到副控制器的主回路控制指令传输通道;副控制器到执行器的副回路控制指令传输通道。这种结构形式在基于DCS的网络化串级控制系统中也是可能出现的。
与图13等价的方框图如图14所示。
由图13可知, 网络中的节点数m=5, 设备数n=5, 主变送器、副变送器、执行器、副控制器、主控制器节点依次编号为节点1, 2, 3, 4, 5, 由定义1和图13可知:, 由定义2及图14可得:。
5总结
本文结合工业过程控制实际, 提出了网络控制系统的三种结构形式和网络化串级控制系统的四种结构形式, 通过定义节点设备连接阵和网络传输阵, 采用三种方法描述了这些结构形式。类似地, 其它复杂结构形式的网络控制系统也可通过这三种方式描述。针对这些不同结构的网络控制系统和网络化串级控制系统, 存在网络诱导时延、数据包丢失时如何建立系统的模型、分析系统的稳定性以及如何设计合适的控制器, 使得系统既是鲁棒稳定的又具有鲁棒性能, 将是下一步研究的方向。
网络控制系统动态输出反馈控制 篇7
网络控制系统由于具有安装维护简单、高可靠性等优点, 在过去几十年的到了广泛的关注。然而, 将网络引入控制系统中将会带来诸如:丢包、时延等挑战, 这些负面影响将会严重影响系统性能, 因此研究具有丢包和时延的网络控制系统具有重要的意义。
现有文献大都针对具有丢包和时延的网络控制系统状态输出反馈进行了研究[1,2,3,4,5,6]。然而, 在现实世界中, 系统的状态并不是都能量测的。通过采用动态输出反馈控制, 可以获得受控系统的状态。由于动态输出反馈控制器较状态反馈控制具有一般新, 因此受到广泛的关注[7,8,9]。文献[10]研究了具有时变时延的不确定随机系统的全维动态输出反馈控制问题。针对连续时间和离散时间两种切换线性系统, 文献[11]研究了相应的动态输出反馈H∞控制问题。
基于现有文献分析, 对传感器到控制器信道存在时延和丢包, 控制器到执行器信道存在时延的连续时间网络控制系统, 考虑量测输出的非均匀分布特性并引入线性估计方法估计量测输出, 该文研究了相应的动态输出反馈控制器设计问题。
2 问题描述
考虑如下连续时间动态输出反馈网络控制系统
其中, x (t) ∈Rn, u (t) ∈Rp, y (t) ∈Rq, z (t) ∈Rm和ω (t) ∈Rr分别为状态向量、控制输入、量测输出、被控输出和外部扰动, 且ω (t) ∈L2[t0, ∞) ;A, B1, B2, C1, C2, D为具有适当维数的已知定常矩阵。
动态输出反馈控制器为
其中, xc (t) ∈Rn为控制器状态向量, Ac, Bc, Cc为待求实矩阵。
对t∈[tk+τk, tk+1+τk+1) , 针对传感器到控制器信道存在时延和丢包, 控制器到执行器信道存在时延的连续时间网络控制系统, 考虑量测输出到达时刻的非均匀分布特性, 同时引入基于线性估计的量测输出估计方法, 我们可以建立如下增广闭环系统
其中
其中
3 动态输出反馈控制器设计
考虑传感器到控制器信道上的时延和丢包, 控制器到执行器信道上的时延, 本小节给出了闭环系统 (4) 的动态输出反馈控制器的设计问题。
定理给定的正标量ε1, ε2, h, δ, τm, τM, γ, 及标量λˉ∈[0, 1], 若存在对称正定矩阵X, Y, 及矩阵Â, B̂, Ĉ, 使得如下矩阵不等式成立
其中
则 (4) 所示的闭环系统为均方渐近稳定, 且有H∞范数界γ。动态输出反馈控制器 (2) 的参数为
其中S和W为非奇异矩阵且满足SWT=I-XY。
4 数值例子
考虑如下开环不稳定网络控制系统
假定τm=0.05, τM=0.05, h=0.1, ε1=2, ε2=0.6, δ=2, , 相应地, 我们可以得到η=0.55。应用定理给出的控制器设计方法, 可得到系统 (4) 的H∞范数界γ=0.8122。同时, 我们还可得到动态输出反馈控制器增益为
假定系统 (4) 的初始状态为ξ0=[0.2-0.2-0.5 0.3]T, 外部扰动为
传感器到控制器信道上的区间时变时延d (t) 及控制器到执行器信道上的区间时变时延τ (t) 的曲线分别如图1和图2所示。系统的状态响应曲线和被控输出曲线如图3所示, 由图3我们不难验证本文所提出的动态输出反馈控制器设计方法的有效性。
5 结论
针对传感器到控制器信道存在时延和丢包, 控制器到执行器信道存在时延的网络控制系统, 考虑量测输出到达时刻的非均匀分布特性, 并引入线性估计方法, 建立了基于动态输出反馈控制的网络控制系统模型。基于该系统模型, 给出了动态输出反馈控制器设计方法。通过数值例子验证了本文提出方法的有效性。
摘要：考虑传感器到控制器信道上的丢包和时延以及控制器到执行器信道上的时延, 该文研究了连续时间网络控制系统动态输出反馈控制问题。通过考虑量测输出到达时刻的非均匀分布特性并引入线性估计方法估计量测输出, 建立了新的网络控制系统模型。基于新建模型, 给出了动态输出反馈控制器设计准则。最后通过数值例子验证了该文提出了控制器设计方法的有效性。
关键词：网络控制系统,动态输出反馈,线性估计方法,丢包,时延
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网络通讯控制 篇8
近年来由于网络技术的崛起, 现实中大量控制系统都采用计算机通信网络, 受到网络本身的限制, 由网络通讯时延的随机性和网络拥塞导致的缓存数据溢出以及传感器暂时失效等原因都有可能造成数据的通讯时延, 从而使得控制性能下降或控制系统的稳定性遭到破坏。文献[1,2,3]针对系统状态可测量的情况, 研究具有随机通讯时延的网络控制系统反馈控制器的设计问题, 而在实际工程应用中, 通常只有系统的输入量和输出量能够测量, 大多数系统的状态变量不易测量, 因此研究具有随机通讯时延的大系统基于观测器的控制具有重要意义。
对此类网络远程控制系统的研究受到学者们越来越广泛的重视见文献[4,5,6]。文献[7,8]中采用满足已知概率的Bernoulli分布的序列来描述测量数据的通讯时延, 基于Lyapounv稳定性理论进行控制器的设计, 但其研究模型没有涉及到大系统。文献[9]针对一类网络化系统中含有信号量化和数据包丢失的问题, 为了研究量化器误差对系统的影响, 引入上行界的方法, 对数据包丢失满足Bernoulli概率分布的系统, 研究了具有测量数据丢包的基于观测器的反馈控制问题。文献[10]研究一类存在通讯时延的单一网络系统的控制器设计问题, 假设通讯时延满足Bernoulli分布, 利用Lyapounv稳定性理论, 设计基于观测器的控制器, 使得整个闭环系统是均方指数稳定的和满足指定的H∞性能指标。
本文针对一类网络中随机通讯时延满足Bernoulli概率分布的线性关联大系统, 利用Lyapounv稳定性理论、线性矩阵不等式以及Schur补引理, 给出了基于观测器的控制器设计方法, 所设计的控制器能够使得整个闭环系统均方指数稳定并且满足指定的H∞性能指标, 最后利用Matlab的LMI工具箱证明了该算法的有效性。
1问题描述
考虑一类由n个子系统构成的离散大系统
假设存在一步通讯时延情况下系统输出端实际测量到的数据
设计基于状态观测器的动态输出反馈控制器
本文的控制目标是对系统 (1) 设计基于状态观测器的动态输出反馈控制器 (4) - (5) , 使得
1) 在外部扰动w (k) =0时, 闭环系统 (1) - (5) 是均方意义下指数稳定;
2) 在零初始条件下, 闭环系统 (1) - (5) 的被控输出z (k) 满足如下H∞性能指标:
本文后续证明过程中用到的相关定理、引理和定义如下:
定义1[11]:如果w (k) =0, 存在使得
其中为原系统状态和估计状态之间的误差, 则闭环系统或估计误差为均方意义下指数稳定的。
引理1[11]:V (x (k) ) 为Lyapunov函数, 若存在常数λ≥0, μ>0, ν>0, 0<Ψ<1使得
以下三个条件是等价的:
引理3[12]:给定一个列满秩矩阵, 如果矩阵R有如下结构:
2主要结果
当外部干扰w (k) =0时, 下面定理1给出闭环系统满足均方意义下指数稳定的充分条件, 论证过程如下。
其中
那么闭环系统 (1) - (5) 是均方意义下指数稳定的。
证明:选取Lyapounov函数
则
其中
由定义1及引理1可得:闭环系统 (1) - (5) 是均方意义下指数稳定的。证毕。
由于公式 (12) 不是线性矩阵不等式, 下面给出其相应的求解方法, 将其转化为线性矩阵不等式来求解矩阵。
不失一般性, 我们做如下假设, 矩阵Bi是一个列满秩矩阵, 即rank (Bi) =mi。
证明:由公式 (12) 得
两端同乘正定对称矩阵可得
因为矩阵Bi为列满秩, 矩阵S1i具有公式 (11) 的形式, 由假设1及引理3知, 存在一个非奇异矩阵使得
另一方面, 因为Bi是列满秩矩阵, Bi和S1iBi都线性独立于S1i>0, 因此,
如果式 (19) 成立, 则有
式 (21) 说明了矩阵Hi必须是非奇异的。
现在研究一下怎么求解方程BiHi=S1iBi, 因为Bi是列满秩矩阵, 因此通常存在两个正交矩阵如下:
矩阵Bi的正奇异值。
下面考虑当外部干扰时, 给出闭环系统均方意义下指数稳定且满足指定的H∞性能指标的充分条件。主要结果归结为如下定理。
则闭环系统 (1) - (5) 是均方意义下指数稳定的且满足指定的H∞性能指标。其中
证明:当时, 易知闭环系统是均方意义下指数稳定的。
可得
其中
由Schur补引理2, U2<0等价于公式 (23) 成立, 此时
为了求解方便, 将不等式 (23) 转化为线性矩阵不等式, 给出如下定理。
证明:不等式 (23) 成立等价于
则不等式 (23) 与不等式 (28) 等价。由定理3知闭环系统 (1) - (5) 是均方意义下指数稳定的且满足指定的H∞性能指标。证毕。
3仿真例子
考虑如下包含两个子系统的线性离散大系统
通过求解定理4中的线性矩阵不等式 (28) 可得
4结论
本文针对一类网络具有随机通讯时延的线性离散关联大系统, 设计基于全维状态观测器的H∞鲁棒控制器。该设计方法首先给出了关联大系统具有测量数据随机通讯时延的数学模型, 然后应用Lyapunov稳定性理论, 推导并证明了问题可解的充分条件, 通过矩阵的等效变换将问题转换成求解线性矩阵不等式问题。最后通过Matlab工具箱中的LMI工具软件对算例进行求解并画出仿真图, 仿真结果验证了该算法的有效性。
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网络环境下浅析内部会计控制 篇9
摘要:随着网络技术和电子商务的发展,企业会计核算与会及管理的内部外部环境发生了巨大变化,会计系统也由单纯的电算化走向开放式、网络化。网络环境下的内部会计控制有着与单击环境不同的特点,传统会计电算化系统的内部控制机制和手段很难适应互联网环境。在网络环境下,数据通过网络传递,财务信息被再取、篡改。
关键词:网络环境 内部会计控制
1 网络环境下内部会计控制的特点
网络环境下的内部汇集控制与点击环境下的内部会计控制相比,发生了很大的变化,主要有以下几个方面:
1.1 扩大了控制范围 首先,企业实时网络会计以后,会计部门的组成人员结构发生变化,由原来的财务、会计人员和计算机操作人员转变为由财务、会计人员和计算机操作员、网络系统维护员、网络系统管理员等组成。其次,会计业务范围扩大,除完成基本的会计业务,网络会计还同时完成许多相关功能,诸如网上支付、网上询价、网上采购、网上销售、网上报税、网上法规及财务信息查询等等。原来由几个部门按预订步骤完成的业务事项可集中在一个部门甚至一个人完成。
1.2 会计信息的存储介质发生变化 单击系统的会计信息的存储方式从账本转变为磁盘文件,网络系统使会计细心存储介质继续发生变化,不仅仅是账册和报表,更多的会计信息将电子化,出现各个电子单据(如各种发票、结算单据等)。原始凭证杂网络业务交易时自动发生并存入计算机,交易的全过程均在网络上建立、处理和维护,不再存在传统的原始凭证。存贮形式主要以网络页面数据存贮,页面数据只能在计算机及相应的程序中阅读,原来在核算过程中进行的各种必要的核对、审核等工作大部分由计算机及网络自动完成。因此,网络环境下内部会计控制的重点由对人的控制为主转变为对人、计算机和物联网的控。
1.3 进一步加大了安全风险 网络会计的应用使原来封闭的会计系统面临开放的互联网世界,给财务系统的安全剔除了严重的挑战、第一,在网络环境下,大量的会计信息通过凯文能过的Internet传递途经若干国家与地区,置身于开放的网络中,存在被截取、篡改、泄露机密等安全风险,很难保证其真实性与完整性。第二由于物联网的开放特性,给一些非善已访问者以可乘之机。第三,计算机病毒的猖獗也为物联网系统带来更大的风险,因而有效地防止计算机病毒对保障网络系统的安全性至关重要。
1.4 网络会计与电子商务的法律环境滞后 网络会计、电子商务的迅猛发展远远超出了现有法律体系的规范,物联网信息的跨地区和跨国界传输又难以公正和仲裁。包括我国在内的很多国家,目前还缺少有关电子商务交易责任与可靠性方面的法律规定,司法部门仍对如何决定电子文档的合法性以及构成有效额电子签名等问题存在争议。这样,电子交易可能引发的法律争端,入争取、合同的履行以及可靠性问题等,变成为企业内部控制不得不关注的又一问题。
2 网络环境下内不会及控制的措施
网络环境下的会计信息系统,由于其在系统的开放性、处理的分散性、数据的共享性等方面大大超过了以往任何类型的系统,极大地改变了以往计算机系统的应用模式,扩展了系统运行的内容和方法。因此,我们血药根据网络系统的特点及其风险来源,重新确立系统的控制点,并建立相应的控制体系。
2.1 会计信息资源控制 会计信息来源于网络服务器的数据库系统中,因而财务服务器专区是系统中最重要、安全级别要求最高的部分,是整个网络会计系统控制的重点目标。因此应通过对安全区域的周界实施控制来达到保护区域内部系统的安全性,把财务网络与其他办公网络隔离开来,设置外部访问区域,明确企业内部网络的边界,防止“黑客”通过电话网络进入系统,可采用如下办法解决:局域网交换机支持VLAN的,可以将财务网络和办公用局域网划分成不同的VLAN,VLAN之间这只访问策略,保证财务VLAN不能倍其他VLAN访问,在财务专区交换器或在网络核心交换机上部署入侵检测系统(IDS),监控网络内部重要网段的信息流,检测对网络服务的攻击企图,并根据安全侧策略,在攻击发生时切断连接,并记录过程,进一步提高系统安全级别。如果局域网交换机不支持VLAN,要将财务网络通过单一出口与本单位局域网连接;在财务网络与本单位局域网之间部署防火墙等网络安全设备,设置访问策略,保证客户端只可以访问到允许访问到的主机端口,最大限度地减少系统安全漏洞,保证系统安全。防火墙可采用硬件防火墙,也可采用一台双网卡的计算机运行防火墙软件(如天网、诺顿等)替代。
企业还应采取有效的网络数据备份、恢复及灾难补救计划。需要建立并严格执行严密的数据定期备份策略,数据的备份策略包括本地备份、磁带备份、远程备份、异地容灾备份等。
2.2 系统维护控制 系统维护包括软件修改、代码结构修改和计算机硬件与通讯设备的维修等,涉及到系统功能的调查、扩充和完善。对网络会计系统进行维护必须经过周密计划和严格记录,维护过程的每一环节都必须设置必要的控制,维护的原因和性质要有书面形式的报告,经批准后才能实施修改。软件修改尤为重要,网络会计系统操作员不能参与软件的修改,所有与系统维护有关的记录都已更改打印后存档。
2.3 系统应用控制 保证应用的安全就是要减少非法用户通过合法手段(如盗用用户名和密码)等手段读取、修改、仿冒数据的可能性,保证财务数据的真实性和有效性。需要从以下几个方面考虑:制定用户注册和注销有关规定,来控制用户访问权限。该规定应包括以下内容:使用唯一用户ID,以便将用户与其操作联系起来,使用户对其操作负责;严格管理用户权限的分配和使用,将整个网络系统分级管理,设置系统管理员、数据录入员、数据管理员和专职会计员等岗位,层层负责,对各种数据的读、写、修改权限进行严格限制,拒绝其他用户的访问;每个用户必须设置自己唯一知道的口令,并定期更换口令,不允许系统中存在无口令的用户,设置口令应有足够的强度,如果子、字母及其他符号等组合使用;用户因工作变更或离开组织时,其访问权限也随之改变。
2.4 防病毒控制 计算机病毒与网络如期及黑客技术的进一步融合,利用网络和操作系统漏洞进行传播计算机病毒的危害和影响也在加大,因此要求制定一个多层次,全方位的病毒策略,保证网络中的每台客户端计算机及服务器都具备提防,检查和清楚病毒的能力。可以采用如下控制措施:对不需要本地硬盘和软盘的工作站,尽量采用无盘工作站;采用基于服务器的网络杀毒软件进行实时监控、追踪病毒;在网络服务上采用防病毒卡或芯片等硬件,能有效防治病毒;财务软件可挂接或捆绑第三方反病毒软件,加强软件自身的防病毒能力;对外来软件和传输的数据必须经过病毒检查,在业务系统严禁使用游戏软件;及时升级本系统的防病毒产品等。
2.5 数字证书控制 在网络环境下,由于系统所面对的是未知的,完全不可控制的互联网世界,仅仅依靠用户名和口令实现对系统的安全防护是远远不够的。因此有必要采取目前工人的安全级别较高的数字证书技术,通过与财务软件系统的紧密结合,实现对应用系统的防护。具体做法是:由系统针对每个用户随机生成一定强度的数字证书,物理地分发给每个用户,用户登录系统时,不仅仅检查户名和密码,还要检查数字证书的合法性,验证通过后,客户端与系统之间传送的数据要使用盖证书进行加密和解密,保证数据在公网线路传输中不可被截获或篡改仿冒。为保证数字证书的安全,应该对数字证书的生存周期做一定限制,做到数字证书的定期失效和更新。
参考文献:
[1]罗勇.内部控制基本理论研究.财务与会计导刊.2004.(4).
网络会计的风险控制 篇10
第一、硬件系统的控制:
测试的重点包括:实体安全、火灾报警防护系统、使用记录、后备电源、操作规程、灾害恢复计划等。系统操作员对处理日常运作及部件失灵是否作出了适当的记录与定期分析、硬件的灾难恢复计划是否适当、是否制定了相关的操作规程、各硬件的资料归档是否完整
第二、软件系统的控制:
软件系统包括系统软件和应用软件, 其中最主要的是操作系统、数据库系统和会计软件系统。总体控制目标应达到防止来自硬件失灵、计算机黑客、病毒感染、具有特权职员的各种破坏行为, 保障系统正常运行。
第三、数据资源的控制:
数据加密是电子商务信息系统中防止信息失真的最基本的控制技术。数据加密除了选择密算法和密钥以外, 两个主要问题是实现加密的网络协议曾以及密钥的管理分配, 数据加密可以在OSI协议参考模型的多个层次上实现。系统的主体验证关键要验证主体的信息, 它可以是指由该主体了解的口令、密钥, 携有的磁卡、智能卡, 或者主体具有的特征, 指纹或签字等, 都可以有效地保护数据的完整性。备份不仅在网络系统硬件故障或人为失误时起到保护作用, 也在入侵者非授权访问或对网络攻击及破坏数据完整性时起到保护作用, 同时亦是系统灾难恢复的前提之一。
第四、病毒的控制:
充分利用防火墙技术, 防火墙的目的是提供安全保护、控制和鉴别出入站点的各种访问。税局域网安全保护的基本措施, 在局域网与银行前置机之间安装防火墙, 来实现对国税局域网的安全保护, 利用防火墙的过滤来实现它与外部网之间相互访问控制。做好经常性的病毒检测工作, 进行杀毒、护理和动态的防范。创造一个安全的环境, 抵抗来自系统内外的各种干扰和威协, 做到该开放的放开共享, 该封闭的要让黑客无奈。
第五、建立内控制度:
重点在完善内部控制制度和建立以安全审计为核心的风险评估和应急处理机制上下功夫。内部控制制度主要包括组织控制制度, 主要是通过内部分工, 实现互相牵制;开发和维护控制制度, 主要是体现全程控制的思想, 从网络组建伊始, 开始实施安全控制, 确保给定控制功能的实现;数据访问权限控制和重要数据备份制度, 在对数据划分重要性前提下, 确定各类人员对不同数据的访问权限, 确保数据的准确性和保密性;应用控制制度, 包括输入、输出和处理控制制度, 以便检测、预防和更正错误;日常管理制度, 包括机房管理、并发控制和安全锁定等制度。同时加强安全审计, 根据有关的法律法规、财产所有者的委托和管理当局的授权, 对网络会计的相关活动或行为进行全面的、系统的、独立的检查验证, 并对网络会计系统的安全状况作出相应的评价。通过安全测试可以全面评估网络会计系统的安全状况, 预测会计信息失真的风险, 并有针对性地指导企业完善相应的安全措施, 建立应急处理机制。
第六、加强人才培养:
提高计算机信息系统自身的安全防范能力, 利用科技手段不断完善金融电子化业务。为防止操作人员利用权力和工作之便进行数据输入, 骗取银行资产, 有必要建立数据输入的调阅和交接登记制度;操作员要根据权限范围使用不同的操作口令, 有必要采用加密、用户鉴别、加设口令等措施进行通讯防范。网络会计的实施需要大批既熟谙计算机网络知识和财会知识, 又同时掌握商务知识和法律法规的人才, 财会人员在会计方法选择、会计信息披露、网络技术、会计职业规范和道德规范等方方面面面应遵守和选择的问题, 网络的发展需要"复合型"人才, 既要求他们精通计算机网络知识、基本的故障排除方法以及计算机的基本维护技能, 又要求他们具有很深的会计理论功底和娴熟的会计业务技能。所以在教育领域应加强复合型人才的培养, 促进网络化进程。社会的进步、企业的发展归根结底都需要高素质的人来完成, 没有高素质的人才, 网络会计就成了无本之木、无源之水。
参考文献
[1]、崔晓清.21世纪网络会计[J].财务与会计, 2003, (4) 。
[2]、姚友胜.基于网络的企业内部控制及要素特征[J].审计与经济研究, 2004, (6) 。
[3]、景新等.计算机财务报告系统应用的思考[J].财会通讯, 2001, (1) 。