可视化过程控制实时仿真系统设计与开发_王芳

第４６卷第１２期　２０１２年１２月上海交通大学学报ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＶｏｌ．４６Ｎｏ．１２　Ｄｅｃ．２０１２　收稿日期：２０１２－０７－２４基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３）项目（２００９ＡＡ０４Ｚ１５７）作者简介：王　芳（１９８７－），女，山东菏泽市人，硕士，主要研究方向为钢铁烧结过程碳效计算．吴　敏（联系人），男，教授，博士生导师，电话（Ｔｅｌ．）：０７３１－８８８３６０９１；Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｉｎ＠ｃｓｕ．ｅｄｕ．ｃｎ． 文章编号：１００６－２４６７（２０１２）１２－１９６７－０４＋１９７６可视化过程控制实时仿真系统设计与开发王　芳，　吴　敏，　娄明山，　曹卫华（中南大学信息科学与工程学院，先进控制与智能自动化湖南省工程实验室，长沙４１００８３）摘　要：针对复杂工业过程建模与仿真设计的特点和要求，设计并实现了一套面向典型过程控制的集组态、仿真和监控一体化的可视化实时仿真系统．系统结构主要包括前台用户操作、中间数据通信和后台仿真计算３部分，采用面向对象和模块化的设计思想，通过ＶＣ＋＋编程，将组态界面和原理界面与Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真模型整合在一起，实现了工艺流程组态图和原理图的可视化、仿真计算、曲线显示和与外部ＰＬＣ实时通信等功能，可供控制系统的生产过程模拟、半实物实时仿真、参数设置以及工艺流程学习等过程使用．测试表明，所设计的系统操作简单，界面美观，通用性强，易于二次开发．关键词：可视化过程控制；组态图；原理图；实时仿真中图分类号：ＴＰ　３１ 文献标志码：ＡＤｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ＣｏｎｔｒｏｌＲｅａｌ－Ｔｉｍｅ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ＳｙｓｔｅｍＷＡＮＧ　Ｆａｎｇ，　ＷＵ　Ｍｉｎ，　ＬＯＵ　Ｍｉｎｇ－ｓｈａｎ，　ＣＡＯ　Ｗｅｉ－ｈｕａ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ　ａｔ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ，ａ　ｓｕｉｔ　ｏｆ　ｖｉｓｕａｌ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂ－ｌｉｓｈｅｄ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｏｎｉｔｏｒ，ｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ　ｔｈｅ　ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ　ｕｓｅｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ　ｄａｔａ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｃｃｏｒｄ－ｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ｏｆ　ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｏｂｊｅｃｔｓ　ａｎｄ　ｍｏｄｕｌａｒ　ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｓ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｉｎｃｉ－ｐｌｅ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｗｉｔｈ　Ｓｉｍｕｌｉｎｋ　ｍｏｄｅｌ　ｂｙ　ＶＣ＋＋ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ａｎｄ　ｔｈｕｓ　ｒｅａｌｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｇｒａｐｈ　ａｎｄ　ｓｃｈｅｍａｔｉｃ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｃｕｒｖｅ　ｄｉｓｐｌａｙ　ａｎｄ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ＰＬＣ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｓｉｍｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｓｅｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｒｅａｌｉｚｅ　ｓｅｍｉ－ｐｈｙｓｉ－ｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌｅａｒｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｍａｎｙ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃｈ　ａｓ　ｓｉｍｐｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｂｅａｕｔｉｆｕｌ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｓｔｒｏｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｇｒａｐｈ；ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｄｉａｇｒａｍ；ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 流程工业过程控制系统对象具有体积大、污染大和能耗高等特点，具有多变量、强耦合和不确定性等复杂特性，而且大多数工业系统开发都涉及编程、仿真和工控组态等多种软件，难以在实验室引进，限制了相关系统的开发．由于多种软件的频繁切换加大了现场工作人员的管理难度，故亟需开发一套面向过程控制的集组态、仿真和监控一体化的可视化仿真系统．Ｍａｔｌａｂ提供了灵活的程序设计流程、高效的复杂算法和便捷的程序接口等，适于开发复杂工业过程控制系统仿真的软件，但其界面功能简单，难以根据需求进行扩展．而仿真系统设计若单使用高级语言编程，会使编程复杂、开发周期长．因此，在各个领域广泛开展了各种类型的复杂过程控制系统仿真平台［１－４］研究，如济南大学的张煌［５］以组态软件建立流程画面开发了ＤＣＳ仿真组态软件，燕山石化公司和中国科学技术大学合作建立的以ＤＣＳ为仿真对象的化工过程仿真培训系统，虽取得不错的效果，但其通用性和实时仿真方面具有一定的局限，且不具备控制原理可视化的特点．为此，本文以实现快速高效的工业过程控制仿真系统开发为原则，同时准确、形象地描述被控对象的动态特性，将ＶＣ＋＋与绘图软件和工控组态技术［６－７］相结合，实现工艺流程组态图和控制原理图可视化；以Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ作为后台，实现系统的仿真计算，完成过程控制仿真系统的开发；通过与ＰＬＣ通信接口，实现仿真系统与外部设备的实时通信．１　实时仿真系统的结构 根据系统需求和各部分的不同功能，将面向典型过程控制的实时仿真系统结构分为前台用户操作、中间数据通信和后台仿真计算３个部分，如图１所示．采用模块化的设计思想，开发相对独立的功能模块，通过数据通信接口进行数据交换，以及各个环节动态加载和相互组合，提高了实时仿真系统的效率，并提供统一的接口方便用户能够进行二次开发．图１　实时仿真系统整体结构图Ｆｉｇ．１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ 用户操作处于仿真系统操作前台，面向使用系统的现场操作人员，通过ＶＣ＋＋调用Ｖｉｓｕａｌ　Ｇｒａｐｈ（ＶＧ）软件［８］和ＴｅｅＣｈａｒｔ控件［９］实现，完成组态图和原理图搭建、参数设置、组件库和控件库创建、实时和历史曲线显示等功能，为用户提供形象化且操作简单快捷的实时可视化仿真界面．数据通信处于仿真系统的中间部分，是连接用户操作与仿真计算的枢纽，是以串行化技术、Ｓｉｍｕ－ｌｉｎｋ模型对象存储技术和ＡＤＯ连接Ｅｘｃｅｌ技术为基础，完成用户操作、仿真计算和外部设备连接ＰＬＣ之间数据交互，并将模型数据和仿真运行数据统一存储管理．仿真计算处于仿真系统的后台，是以ＶＣ＋＋调用Ｍａｔｌａｂ引擎执行Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真命令［１０－１１］来实现的，完成将原理图镜像生成Ｓｉｍｕｌｉｎｋ控制结构图和读取系统模型数据进行模型计算等功能，获得Ｍａｔｌａｂ实时仿真数据，供组态图的数据显示、模型计算和实际数据的下发．２　实时仿真系统的实现 运用组态技术、仿真计算原理和信息通信技术，通过ＶＣ＋＋对图形软件和Ｍａｔｌａｂ仿真软件的调用设计并实现可视化实时仿真系统．通过连接ＰＬＣ的通信接口，以ＶＣ＋＋为中心，实现系统与外部设备的实时数据交换．２．１　基于图形软件的系统界面通过设计实现ＶＣ＋＋对ＶＧ图形软件和ＴｅｅＣｈａｒｔ图形控件的调用，完成界面分布设计、组态图和原理图建立、实时曲线和历史曲线建立，实现仿真系统的可视化和后台仿真计算．２．１．１　ＶＣ＋＋对Ｖｉｓｕａｌ　Ｇｒａｐｈ的调用　ＶＧ是一套强大的交互图形开发平台，它能非常方便地建造基于矢量图形的界面、制作各种图形元件、实现图形管理、制作监控系统和绘图系统等．采用ＶＧ作为系统的开发软件，充分利用了其提供的功能模块和脚本语言，制定了组件和控件图形的开发规则、标签的命名存储规则、图形端口的连接规则和脚本语言的调用规则等．系统界面分布设计、组件库和控件库的创建和管理、组态图、原理图及参数设置等主要由ＶＣ＋＋加载ＶＧ控件和更改控件的相关属性来完成．系统界面的组成与功能如下：组态图形象地显示了工厂工艺流程，实现了对象实时数据显示、建模方式选择和自定义组件等功能；原理图显示了系统的控制结构框图，实现了输入信号选择、控制器的选择和自定义控件等功能．参数设置设定初始状态、边界条件和８６９１上　海　交　通　大　学　学　报第４６卷　初始输入等广义对象参数，控制器参数、信号值和信号产生方式等输入参数，仿真时间和采样周期等仿真参数．２．１．２　ＶＣ＋＋对ＴｅｅＣｈａｒｔ的调用　ＴｅｅＣｈａｒｔ是一个提供了数以百计的２Ｄ图形风格、不限数量的坐标轴等的图表控件．系统采用ＶＣ＋＋调用ＴｅｅＣｈａｒｔ控件的数据显示函数实现实时曲线、历史曲线和支持多曲线显示．实时曲线是显示实时观测输出的运行时数据，是将ＴｅｅＣｈａｒｔ控件嵌入到一个实时曲线显示对话框中，调用并改写ＴｅｅＣｈａｒｔ控件底层的ＡＰＩ函数，例如ＡｄｄＳｅｒｉｏｕｓ（）和ＡｄｄＸＹ（）等来实现，实现实时曲线具有自定义纵坐标、改变颜色、放大和缩小等功能．历史曲线为用户提供某一段时间内的所有数据，以方便用户对过去的生产情况进行分析．其实现主要采用了ＡＤＯ连接Ｅｘｃｅｌ技术与ＴｅｅＣｈａｒｔ控件的ＡＰＩ函数，例如ＡｄｄＳｅｒｉｏｕｓ（）、ＡｄｄＣｕｓｔｏｍ（）、ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ－Ｐｅｒｃｅｎｔ（）、ＳｅｔＣａｐｔｉｏｎ（）、ＳｅｔＣｏｌｏｒ（）以及ＳｅｔＶｅｒｔｉｃａｌ－Ａｘｉｓ－Ｃｕｓｔｏｍ（）等，实现数据从Ｅｘｃｅｌ导入、指定时间段曲线显示、缩放和改颜色等功能．２．２　基于Ｍａｔｌａｂ的仿真计算根据仿真系统原理图，为获得控制系统的实时仿真数据，需要后台仿真计算支持．系统仿真计算的实现是以Ｍａｔｌａｂ仿真软件为模型计算环境、Ｓｉｍｕ－ｌｉｎｋ仿真结构图为运行依据，在系统编译成功后自动循环运行，为实时仿真提供数据支持．２．２．１　生成Ｓｉｍｕｌｉｎｋ镜像　对于主程序界面已建立好的原理框图，采用ＶＣ＋＋连接Ｍａｔｌａｂ引擎方式，通过生成Ｓｉｍｕｌｉｎｋ镜像获得Ｓｉｍｕｌｉｎｋ可以识别的仿真图，将原理框图图形与Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真图绑定在一起，是利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境在后台进行模型计算的前提．２．２．２　模型计算　典型的过程控制系统是由广义对象（简称为对象，包含被控对象、控制阀、测量变送器）和控制器两部分组成，需要对广义对象和控制器建模．组件和控件不仅是实际对象的图形表现，还应该包含了该对象的实际数学模型．系统通过模块化的设计结构，采用ＶＣ＋＋调用Ｍａｔｌａｂ引擎方式连接Ｍ文件和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块，实现基于传递函数、状态空间、神经网络和曲线拟合４种建模方式以及ＰＩＤ控制器、模糊控制器、专家控制器等，各模型模块均可在原标准模块基础上按开发规则自由扩充，每个模型均提供标准数据接口，可从Ｅｘｃｅｌ表格数据源获取对象数据．２．３　实时数据通信实时数据通信是将组态图／原理图、仿真计算和外部硬件连接起来，既包括系统内部通信，又包含系统与外部硬件的通信，并将相关模型数据和运行数据保存．２．３．１　系统内部通信　系统内部数据通信仅存在于用户操作内部、用户操作与仿真计算之间和仿真计算内部，是在运行时组态图、原理图和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块间相关联变量的数据交换，通过三者之间使用同一命名变量来实现．仿真计算的实现是以ｗｏｒｋｓｐａｃｅ作为数据交换中心，通过Ｔｉｍｅｒ定时器触发数据连续交换的链接．Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真计算时所需的镜像信息则可通过ＶＣ＋＋调用Ｍａｔｌａｂ引擎执行Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真命令来实现，将Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真运行时模型计算所产生数据上传到Ｍａｔｌａｂ　ｗｏｒｋｓｐａｃｅ保存，该数据也可在原理图与组态图中进行动态数据显示和查看实时／历史曲线．２．３．２　与ＰＬＣ通信　仿真系统设计了通过ＰＬＣ通信接口实现与外部设备进行数据交换．系统与ＰＬＣ的通信保证了仿真软件的各种数据能够通过ＶＣ＋＋调用Ｐｒｏｄａｖｅ工具箱函数［１２］连接ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ模块进行数据下发和接收．根据对象与控制器的连接方式，ＰＬＣ通信的实现使得系统存在３种仿真模式，虚拟控制器控制虚拟对象、虚拟控制器控制实际对象和实际控制器控制虚拟对象，前者是指控制器采用系统内部控制器和被控对象采用用户自给定的方式进行建模且不与外部硬件相连的离线仿真．后２种都是通过ＰＬＣ通信接口连接的半实物在线仿真，前者是系统内部控制器控制实际对象，而后者是外部ＰＬＣ控制器控制内部虚拟对象．数据交换流程如图２所示．２．３．３　数据管理　为了方便用户进行仿真系统的创建、保存和再次编辑等操作，采用工程化思想，实现模型数据管理和运行数据管理．前者负责管理用户构建的工业对象的有关信息，包括对象模型信息、控制器信息、输入／输出信息和控件间连线关系等；后者则负责管理仿真运行过程中产生的各种数据，包括设定参数信息、仿真运行数据和下载信息等．３　仿真实例 图３所示为单回路水箱液位ＰＩＤ控制系统．采用虚拟控制器控制实际对象仿真模式，验证可视化实时仿真系统的可行性．由于出水口电磁阀不可控，仅研究水箱的进水控制问题．组态图中液位罐代表９６９１　第１２期王　芳，等：可视化过程控制实时仿真系统设计与开发 图２　数据通信程序流程图Ｆｉｇ．２　Ｄａｔａ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｆｌｏｗｃｈａｒｔ图３　单回路水箱液位ＰＩＤ控制系统Ｆｉｇ．３　Ｔａｎｋ　ｌｅｖｅｌ　ｓｉｎｇｌｅ　ｌｏｏｐ　ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ被控对象水箱，其外形为上面是倒立圆锥台、下面是圆柱．进水口变频器是执行机构，出水口电磁阀开度为固定值，底层储水箱作为存水容器．更改输入值或调整ＰＩＤ控制器参数，查看并记录水箱实时液位跟踪系统输入的实时曲线，如图４所示．图４　系统实时曲线Ｆｉｇ．４　Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｃｕｒｖｅ４　结　语 通过ＶＣ＋＋与Ｍａｔｌａｂ混合编程，设计开发了一套面向典型过程控制系统的可视化实时仿真系统，集工艺组态图显示和控制原理可视化、实时仿真及控制于一体，并验证了系统的有效性．系统具有虚拟控制器控制虚拟对象、虚拟控制器控制实际对象和实际控制器控制虚拟对象３种仿真模式，有用户操作简单、人际界面友好、易扩充、生成文件占用资源少等优点，在二次开发、过程控制相关知识的培训和高校实验室建设等方面具有广阔的应用前景．参考文献：［１］　汤健，翟廉飞，柴天佑，等．工业过程虚拟对象软件平台的设计与开发［Ｊ］．山东大学学报：工学版，２０１０，４０（１）：２８－３２．ＴＡＮＧ　Ｊｉａｎ，ＺＨＡＩ　Ｌｉａｎ－ｆｅｉ，ＣＨＡＩ　Ｔｉａｎ－ｙｏｕ，ｅｔ　ａｌ．Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｐｌａｎｔ　ｓｏｆｔｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍ　ｏｆ　ａｎ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＳｈａｎｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，４０（１）：２８－３２．［２］　张禹．小型过程控制仿真平台的设计与开发［Ｄ］．北京：北京化工大学信息科学与技术学院，２００９．［３］　吴倩．现场总线技术在多模式机舱综合仿真系统中的应用［Ｄ］．上海：上海海事大学物流工程学院，２００４．［４］　Ｌａｇｅｒ　Ｉ　Ｅ，Ｃｏｍａｎ　Ｃ　Ｉ，ｄｅ　Ｈｏｏｐ　Ａ　Ｔ．ＷＧＥＭＬａｂ—Ａ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｗａｖｅｇｕｉｄｅ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，２００３，３９（３）：１６９７－１７００．［５］　张煌．新型ＤＣＳ控制组态及仿真软件的开发［Ｄ］．济南：山东大学控制科学与工程学院，２００９．［６］　Ｈｏｎｇ　Ｚ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｉｎ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ［Ｊ］．Ｃｏｎｔｒｏｌ　＆Ａｕ－ｔｏｍａｔｉｏｎ，２００７，２３（２８）：２７９－２８１．（下转第１９７６页）０７９１上　海　交　通　大　学　学　报第４６卷　参考文献：［１］　Ｋａｂｏｕｒｉｓ　Ｊ，Ｋａｎｅｌｌｏｓ　Ｆ　Ｄ．Ｉｍｐａｃｔｓ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｗｉｎｄ　ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃ－ｔｒｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｓｕｓ－ｔａｉｎａｂｌｅ　Ｅｎｅｒｇｙ，２０１０，１（２）：１０７－１１４．［２］　Ｋｕｓｉａｋ　Ａ，Ｚｈｅｎｇ　Ｈ，Ｓｏｎｇ　Ｚ．Ｗｉｎｄ　ｆａｒｍ　ｐｏｗｅｒ　ｐｒｅ－ｄｉｃｔｉｏｎ：Ａ　ｄａｔａ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｐｐｒｏａｃｈ［Ｊ］．Ｗｉｎｄ　Ｅｎｅｒｇｙ，２００９，１２（３）：２７５－２９３．［３］　Ｓａｕｒａｂｈ　Ｓ　Ｓ，Ｚａｒｅｉｐｏｕｒ　Ｈ，Ｍａｌｉｋ　Ｏ，ｅｔ　ａｌ．Ａ　ｒｅｖｉｅｗｏｆ　ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｗｉｎｄ　ｓｐｅｅｄ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｉｍｅ　ｈｏｒｉｚｏｎｓ［Ｃ］∥ＩＥＥＥ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ　Ｎｏｒｔｈ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ．Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ，ＴＸ：ＩＥＥＥ，２０１０：１－８．［４］　廖立，忻建华，翟海青，等．短期负荷预测模型及其影响因素［Ｊ］．上海交通大学学报，２００４，３８（９）：１５４４－１５４７．ＬＩＡＯ　Ｌｉ，ＸＩＮ　Ｊｉａｎ－ｈｕａ，ＺＨＡＩ　Ｈａｉ－ｑｉｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｈｏｒｔ　ｔｅｒｍ　ｌｏａｄ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００４，３８（９）：１５４４－１５４７．［５］　Ｂｅｓｓａ　Ｒ　Ｊ，Ｍｉｒａｎｄａ　Ｖ，Ｇａｍａ　Ｊ．Ｅｎｔｒｏｐｙ　ａｎｄ　ｃｏｒ－ｒｅｎｔｒｏｐｙ　ａｇａｉｎｓｔ　ｍｉｎｉｍｕｍ　ｓｑｕａｒｅ　ｅｒｒｏｒ　ｉｎ　ｏｆｆｌｉｎｅ　ａｎｄｏｎｌｉｎｅ　ｔｈｒｅｅ－ｄａｙ　ａｈｅａｄ　ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００９，２４（４）：１６５７－１６６６．［６］　Ｃａｔａｌａｎ　Ｊ　Ｐ　Ｓ，Ｐｏｕｓｉｎｈｏ　Ｈ　Ｍ　Ｉ，Ｍｅｎｄｅｓ　Ｖ　Ｍ　Ｆ．Ｈｙｂｒｉｄ　ｗａｖｅｌｅｔ－ＰＳＯ－ＡＮＦＩＳ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｆｏｒ　ｓｈｏｒｔ－ｔｅｒｍｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｉｎ　Ｐｏｒｔｕｇａｌ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ－ａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　Ｅｎｅｒｇｙ，２０１１，２（１）：５０－５９．［７］　Ｔａｙｌｏｒ　Ｊ　Ｗ，ＭｃＳｈａｒｒｙ　Ｐ　Ｅ，Ｂｕｉｚｚａ　Ｒ．Ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｕｓｉｎｇ　ｅｎｓｅｍｂｌｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄｔｉｍｅ　ｓｅｒｉｅｓ　ｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖ，２００９，２４（３）：７７５－７８２．［８］　Ｆｏｌｅｙ　Ａ　Ｍ，Ｌｅａｈｙｚ　Ｐ　Ｇ，ＭｃＫｅｏｇｈ　Ｅ　Ｊ．Ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　＆ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ［Ｃ］∥ＩＥＥＥ　９ｔｈ　Ｉｎ－ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｐｒａｇｕｅ，Ｃｚｅｃｈ　Ｒｅｐｕｂｌｉｃ：ＩＥＥＥ，２０１０：１－４．［９］　Ｈｏｄｇｅ　Ｂ，Ｍｉｌｌｉｇａｎ　Ｍ．Ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｅｒｒｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ　ｏｖｅｒ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｔｉｍｅｓｃａｌｅｓ［Ｃ］∥ＩＥＥＥＰｏｗｅｒ　ａｎｄ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ．Ｄｅｔｒｏｉｔ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ，２０１１：１－８．［１０］　陈益哲，张步涵，王江虹，等．基于短期负荷预测的微网储能系统主动控制策略［Ｊ］．电网技术，２０１１，３５（８）：３５－４０．ＣＨＥＮ　Ｙｉ－ｚｈｅ，ＺＨＡＮＧ　Ｂｕ－ｈａｎ，ＷＡＮＧ　Ｊｉａｎｇ－ｈｏｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ａｃｔｉｖｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｆｏｒ　ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ　ｅｎ－ｅｒｇｙ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｈｏｒｔ－ｔｅｒｍ　ｌｏａｄ　ｆｏｒｅｃａｓ－ｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１１，３５（８）：３５－４０．［１１］　邓乃扬，田英杰．支持向量机：理论、算法与拓展［Ｍ］．北京：科学出版社，２００９．［１２］　张广明，袁宇浩，龚松建．基于改进最小二乘支持向量机方法的短期风速预测［Ｊ］．上海交通大学学报，２０１１，４５（８）：１１２５－１１２９．ＺＨＡＮＧ　Ｇｕａｎｇ－ｍｉｎｇ，ＹＵＡＮ　Ｙｕ－ｈａｏ，ＧＯＮＧ　Ｓｏｎｇ－ｊｉａｎ．Ａ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｓｈｏｒｔ　ｔｅｒｍ　ｗｉｎｄ　ｓｐｅｅｄｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｌｅａｓｔ　ｓｑｕａｒｅｓ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｖｅｃｔｏｒ　ｍａ－ｃｈｉｎｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　ＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１１，４５（８）：１１２５－１１２９．（上接第１９７０页）［７］　孟凡姿．组态软件可视化环境的设计与实现［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工程大学自动化学院，２００８．［８］　林济铿，覃岭，罗萍萍．基于Ｖｉｓｕａｌ　Ｇｒａｐｈ的电力图形系统开发［Ｊ］．电力系统自动化，２００５，２９（１５）：７３－７６．ＬＩＮ　Ｊｉ－ｋｅｎｇ，ＱＩＮ　Ｌｉｎｇ，ＬＵＯ　Ｐｉｎｇ－ｐｉｎｇ．Ｇｒａｐｈｉｃｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅｖｉｓｕａｌ　ｇｒａｐｈ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓ－ｔｅｍｓ，２００５，２９（１５）：７３－７６．［９］　綦声波，李君峰，梅兴东．应用ＴｅｅＣｈａｒｔ控件实现数据曲线分析［Ｊ］．工业控制计算机，２００６，１９（９）：３８－４１．ＱＩ　Ｓｈｅｎｇ－ｂｏ，ＬＩ　Ｊｕｎ－ｆｅｎｇ，ＭＥＩ　Ｘｉｎｇ－ｄｏｎｇ．Ｄｅｖｅｌｏｐ－ｍｅｎｔ　ｏｆ　ｇｒａｐｈｉｃ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＴｅｅＣｈａｒｔｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，２００６，１９（９）：３８－４１．［１０］　刘维．精通Ｍａｔｌａｂ与Ｃ／Ｃ＋＋混合程序设计［Ｍ］．第２版．北京：北京航空航天出版社，２００８．［１１］　谢佩军，计时鸣，张利．ＶＣ＋＋与Ｍａｔｌａｂ混合编程的探讨［Ｊ］．计算机应用与软件，２００６，２３（２）：１２８－１３０．ＸＩＥ　Ｐｅｉ－ｊｕｎ，ＪＩ　Ｓｈｉ－ｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｌｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　ｏｆ　ＶＣ＋＋ａｎｄ　Ｍａｔｌａｂ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ，２００６，２３（２）：１２８－１３０．［１２］　贡力．基于ＰｒｏＤａｖｅ的ＰＬＣ快速采样系统［Ｊ］．机械工程与自动化，２０１１（１）：２００－２０４．ＧＯＮＧ　Ｌｉ．Ｆａｓｔ　ｓａｍｐｌｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰｒｏＤａｖｅｆｏｒ　ＰＬＣ［Ｊ］．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１１（１）：２００－２０４．６７９１上　海　交　通　大　学　学　报第４６卷　。