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ＩＳＳＮ１６７２－４３０５ＣＮ１２－１３５２ Ｎ
实 验 室 科 学
ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＳＣＩＥＮＣＥ第 ２０ 卷 第 ６ 期 ２０１７ 年 １２ 月
Ｖｏｌ1049008 ２０ Ｎｏ1049008 ６ Ｄｅｃ1049008 ２０１７
大型主机系统性能可视化监控与管理平台
陆 坤 郭 成 李凤岐（大连理工大学 软件学院 辽宁 大连 １１６６００）
摘 要 大型主机在银行等领域担当重要角色 运行着核心业务 主机 ＳＭＦ 会实时收集系统状态数据 但在
主机端对海量的 ＳＭＦ 数据查询处理极不方便 同时无法自动检测性能参数阀值等 实现了一套大型主机 ＳＭＦ性能数据可视化监控与管理平台 其主机端实现对 ＳＭＦ 数据的收集 整理和下传 开放端实现将 ＳＭＦ 数据导
入开放平台数据库 关键性能参数阀值检测及警告等功能 并且通过 ＷＥＢ 端可实现 ＳＭＦ 数据的可视化查询相比于传统方法 本平台使得主机人员可以更加高效地进行性能分析与调优 故障诊断与处理 以保障主机
的高可用性关键词 大型主机 性能监控 管理工具
中图分类号ＴＰ３０７ 文献标识码Ｂ ｄｏｉ１０３９６９ ｊｉｓｓｎ１６７２－４３０５２０１７０６０２１
Ｍａｉｎｆｒａｍｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ
ＬＵ Ｋｕｎ ＧＵＯ Ｃｈｅｎｇ ＬＩ Ｆｅｎｇ－ｑｉ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄａｌｉａｎ １１６６００ Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｍａｉｎｆｒａｍｅ ｉｓ ｆａｍｏｕｓ ｆｏｒ ｉｔｓ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎｂａｎｋ1049011ｓ ｄａｔａ ｃｅｎｔｅｒ Ｈｏｗｅｖｅｒ ｍａｉｎｆｒａｍｅ ＳＭＦ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄａｔａ ｉｓ ｉｎ ａ ｌａｒｇｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｍａｉｎｆｒａｍｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｗｏｒｋ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅ ａ ｍａｉｎｆｒａｍｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｗｏ ｍｏｄｅｌｓ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｉｎｆｒａｍｅｓｉｄｅ ｏｆ ＳＭＦ ｅｓｓｅｎｃｅ ｉｓ ｉｎ ｖａｓｔ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｄａｔａｗｉｌｌ ｔｈｉｓ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ＳＭＦ ｄａｔａ ｕｓｉｎｇ ａ ｂａｔｃｈ ｏｆ ＲＥＸＸ Ｏｎ ｔｈｅ Ｗｅｂ ｓｉｄｅ ｕｓｅｒｓｃａｎ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉａｒｙ ｒｅｃｏｒｄｓ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｂｌｅ ｔｏ ldquo ｒｅａｄrdquoｔｈｅ ｌｏｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｒｉｇｈｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｉｔ ｃａｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｓｉｍｐｌｉｆｙ ＳＭＦ ｄａｔａ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｉｓｕｓｅＫｅｙ ｗｏｒｄｓ ｍａｉｎｆｒａｍｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｔｏｏｌ
基金项目辽宁省教学改革研究项目ldquo面向国际工程教育
专业认证的软件工程专业课堂实验实训三位
一 体 化 人 才 培 养 模 式 rdquo （ 项 目 编 号ＵＰＲＰ２０１４０２３３）大连理工大学 ２０１６ 年教育教
学改革重大项目ldquo专业认证驱动的软件人才大
类培养改革与实践rdquo（项目编号ＺＺＤ２０１６００１）
ＩＢＭ 大型主机凭借极高的可靠性可用性安全
性等特色活跃在银行保险航空以及 ５００ 强大企业
的后台数据中心里运行着各领域最关键最核心的
业务［１］ 目前超过 ８０的全球企业数据存储在大
型机上 在大数据时代来临时大型主机为大型组
织获取数据使用数据获取业务价值和推动营业收
入增长提供了重要支持［２－３］为了实现和维护 ＩＢＭ 大型主机的高可用性
ＳＭＦ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆａｃｉｌｉｔｙ）会长期收集系统
数据和作业日志以便专业人员进行系统性能分析性能调优和故障诊断与处理以发现潜在的性能问
题提前干预保障企业关键业务的健康运转 但是
随着企业业务的增长和企业对系统高可用性要求的
提高ＳＭＦ 数据也在大量增加使大型主机日常维
护工作变得日益困难［４－６］ 面对海量的性能数据如何理解存储整理和展示 ＳＭＦ 性能数据已经成
了主机领域最迫在眉睫的需求也是引领大型主机
更好生存和卓越发展的主要问题
陆坤等大型主机系统性能可视化监控与管理平台
１ 现状分析与破解思路
１１ 现状分析
目前大型主机在系统性能监控与管理方面存在
的问题归纳如下（１）海量性能数据和日常维护困难主机的 ＳＭＦ 会长期收集系统数据以便专业人
员进行系统性能调优 但是随着企业业务的增长和
对系统高可用性要求的提高ＳＭＦ 需要收集的数据
也在大量增加 如何理解展示和分析海量的 ＳＭＦ数据极具挑战性［７］
（２）实时监控与智能感知的需要由于 ＩＢＭ 主机运行着企业最重要最核心的业
务在日常维护中出现一个小差错未来都可能给企
业带来巨大损失 实时监控与智能感知是让系统能
ldquo读懂rdquo其产生的日志信息并且做出正确的响应向系统管理员提供实时的系统运行状态确保系统管
理员能在第一时间对系统的异常作出反应［８］（３）性能分析与实时监控产品稀缺目前大型主机 Ｚ ＯＳ 性能数据分析与系统监控
的产品较少有的产品虽然可以收集全面的性能数
据和保护主机系统的安全但是它们一般较为庞大或者直接部署在 Ｚ ＯＳ 上占用了较多的系统资源企业数据中心的高层领导往往面对一个难题即如
何在维护主机性能和占用系统资源之间取得平衡１２ 本文思路
显然若能理解系统性能数据在海量的数据中
找到最关键的那部分信息这样的数据量往往很小
且便于长久存储若能自动化地收集抽取和整理出
最有用的部分信息那对海量数据便有了一种可访
问方式若能够不间断地监控系统日志信息就能感
知系统每一刻状态若可以配置性能数据阀值并由
系统定时检测和发送邮件那就能将繁杂的日常维
护工作变成自动处理的过程 本文给出了一个轻
量简洁快速和功能强大的大型主机 ＳＭＦ 性能数
据监控和管理工具它不占用太多主机系统资源又能为系统日常的性能分析和维护工作提供服务进一步提高主机高可用性
２ 系统的总体设计
本文给出的是一套大型主机 ＳＭＦ 性能数据可
视化监控与管理平台 平台通过收集主机性能数
据整理和存储到数据库为系统维护人员提供查询
数据接口和以一定形式展示数据并能实时监控系
统产生的日志信息和根据配置对日志做出相应的响
应 其系统架构原理图如图 １ 所示系统分主机端和 Ｗｅｂ 端主机端功能包括 ＳＭＦ
数据整理数据下传作业定时抽取 ＳＹＳＬＯＧ 功能Ｗｅｂ 端功能包括查看 ＳＹＳＬＯＧＳＹＳＬＯＧ 监控设置以
及 ＳＹＳＬＯＧ 监控功能
图 １ 系统架构原理图
２１ 主机端工作流程
主机端流程如图 ２ 所示 用户通过 ＩＳＰＦ 页面
进入系统配置 ＳＭＦ 数据输入输出文件指定每天
要生成的 ＳＭＦ 报告名定义执行时间和下传 ＦＴＰ 的
参数这些配置信息被记录在固定的数据集中［９－１０］
图 ２ 大型主机端工作流程图
系统每天会根据配置的 ＳＭＦ 参数 ２４ 小时不间
断地执行（１）收集系统数据和作业日志然后在第二天凌
晨 ２ 点（或其他时间）会调用预先写好的 ＪＣＬ 作业
１７
（２）抽取 ＳＭＦ 数据到指定数据集此时数据集
（Ｄ）的数据还未被整理在第二天凌晨 ４ 点（或其他
时间）系统会调用预先写好的 ＲＥＸＸ 脚本（３）整理 ＳＭＦ 数据此时数据集里是（Ｅ）行记
录形式的 ＳＭＦ 数据（４））最后系统利用 ＦＴＰ 将 ＳＭＦ 数据传到指定
的开放平台用户通过本系统启动后台 ＧＥＴＬＯＧ 程序
ＧＥＴＬＯＧ 程序会一直访问系统 ＳＹＳＬＯＧ如果有更
新就将新的 ＬＯＧ 整理成特定格式插入 ＤＢ２ 表中２２ ＷＥＢ 端工作流程
ＷＥＢ 端工作流程如图 ３ 所示用户使用浏览器
登录 Ｗｅｂ 端进行数据查询和生成图表 ＧＥＴＬＯＧ程序定期从主机的 ＤＢ２ 数据库中获取 ＬＯＧ 信息将其备份到 Ｍｙｓｑｌ 数据库中Ｗｅｂ 端能够实时方便
的显示 ＳＹＳＬＯＧ 信息 用户根据自己的需求创建
ＳＹＳＬＯＧ 监控 Ｐｒｏｆｉｌｅ为其设定重要级别和响应方
式当系统监控到匹配监控 Ｐｒｏｆｉｌｅ 的 ＳＹＳＬＯＧ就将
其以不同颜色显示和做出相应的动作
图 ３ Ｗｅｂ 端工作流程图
３ 系统实现
３１ 主机端实现
首先主机系统管理人员事先配置好 ＳＭＦ 参数
和写好相关 ＪＣＬ 作业 ＲＥＸＸ 脚本并在系统上定义
执行 ＪＣＬ 作业和 ＲＥＸＸ 脚本的时间此时 ＳＭＦ 就会
根据配置的 ＳＭＦ 参数间隔地收集系统数据和作业
日志然后系统每天会在固定时间根据 ＪＣＬ 作业和
ＲＥＸＸ 脚本对 ＳＭＦ 数据进行抽取和整理再由 ＦＴＰ服务下传到开放平台服务器
（１）配置 ＳＭＦ 参数ＳＭＦ 要实现收集系统性能数据和作业日志要
先进行配置 配置的部分关键代码如下所示ＡＣＴＩＶＥ lowast ＡＣＴＩＶＥ ＳＭＦ ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ lowast （１）ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ（ＬＯＧＳＴＲＥＡＭ） （２）ＬＳＮＡＭＥ（ＩＦＡＳＭＦＳＹＳＮＡＭＤＢ２ＴＹＰＥ（１００１０２））
（３）
ＬＳＮＡＭＥ（ＩＦＡＳＭＦＳＹＳＮＡＭＥＣＩＣＳＴＹＰＥ（１１０）） （４）ＤＥＦＡＵＬＴＬＳＮＡＭＥ（ＩＦＡＳＭＦＳＹＳＮＡＭＥＺＯＳ） （５）helliphellipＩＮＴＶＡＬ（ ５） lowast ＳＭＦ ＩＮＴＥＲＶＡＬ ＷＩＴＨ １５ ＭＩＮＵＴＥＳ
lowast （６）ＢＵＦＳＩＺＭＡＸ（１Ｇ） lowastＳＭＦ ＢＵＦＦＥＲＳＩＺＥ １Ｇ lowast （７）helliphellipＳＹＳ（ ＮＯＴＹＰＥ （ １４ １９ ６２ ６９ ９９） ＥＸＩＴＳ （ ＩＥＦＵ８３
ＩＥＦＵ８４ ＩＥＦＡＣＴＲＴ ＩＥＦＵＳＩ ＩＥＦＵＪＩ ＩＥＦＵ２９ ） ＩＮＴＥＲＶ（ＳＭＦＳＹＮＣ）ＮＯＤＥＴＡＩＬ） （８）
当系统 ＩＰＬ 时会执行 ＳＭＦ 的参数文件第 １ 行
代码表示 ＳＭＦ 随着系统一起被加载启动第 ２～５ 行
表示原始 ＳＭＦ 数据被记录在日志流并指定了日志
流文件名第 ６ 行表示收集 ＳＭＦ 数据的间隔是 ５ 分
钟第 ７ 行表示分配的最大缓存是 １Ｇ第 ８ 行表示
ＳＭＦ 收集除了记录类型 １４１９６２６９９９ 之外的所
有数据（２）抽取 ＳＭＦ 数据主机端抽取 ＳＭＦ 数据是先在各 ＬＰＡＲ 上进行
然后按照时间顺利对所有 ＬＰＡＲ 数据集进行合并操
作最后生成的数据集里是 Ｓｙｓｐｌｅｘ 级别的 ＳＭＦ 数
据所以抽取 ＳＭＦ 数据实际有两步操作抽取和合
并 本部分开发的主机端界面之一如图 ４ 所示
图 ４ 主机端界面
（３）整理 ＳＭＦ 数据抽取完 ＳＭＦ 数据后系统会调用预先写好的
ＲＥＸＸ 脚本进行整理 本部分需要大量的 ＲＥＸＸ 程
序以时间间隔为 １ 整天的 ＣＩＣＳ Ｒｅｇｉｏｎ 数据为例调用的 ＲＥＸＸ 脚本和作用如表 １ 所示
（４）下传 ＳＭＦ 数据整理完 ＳＭＦ 数据后系统会调用预先写好的
ＪＣＬ 作业将数据集通过 ＦＴＰ 下传到开放平台服务
器 由于 ＳＭＦ 数据较多本系统只将 ＲＭＦＣＩＣＳ 和
ＤＢ２ 中最关键的性能数据下载到开放平台
２７
陆坤等大型主机系统性能可视化监控与管理平台
表 １ 调用的 ＲＥＸＸ 脚本
ＲＥＸＸ 脚本 作用
ＣＩＣＳＬＩＮＥ 取得 ＣＩＣＳ Ｒｅｇｉｏｎ 的开始结束和总行数
ＣＩＣＳＳＴＡＴ 将数据整理成行记录格式
ＴＸＮＢＡＮＣ２ 计算数据集中交易类型是 ＢＩＮＣＳ 的交易总数
ＴＰＳ 计算 ＢＩＮＣＳ 交易的高峰 ＴＰＳ 数日期和时间
ＴＸＮＳ２ 计算数据集中交易类型是 ＡＯＲ 的交易总数
ＴＩＰＡＬＬ 计算 ＡＯＲ 交易的高峰 ＴＰＳ 数日期和时间
３２ ＷＥＢ 端实现
Ｗｅｂ 端为用户提供数据查询生成图表和 ＳＹＳＬＯＧ 监控与监控配置的功能
（１）数据查询模块数据查询功能包括 ＲＭＦ 数据查询ＣＩＣＳＴＰＳ 数
据查询ＣＩＣＳＲｅｇｉｏｎ 数据查询还提供一定能力的条
件查询和数据排序 当用户进入页面时系统会初
始化表格用户根据自己的业务需要输入查询条
件点击数据查询之后界面表示层将数据交给服务
器端的控制层控制层调用业务逻辑层业务逻辑层
调用数据访问层获取对应数据再交给控制层最后
控制层将数据交给界面表现层表现层将数据赋值
给表格表格生成完毕（２）生成图表模块图表生成功能包括 ＣＩＣＳ ＴＰＳ 图表生成ＣＩＣＳ
ＴＰＳ 横向数据对比图表生成ＣＩＣＳＲｅｇｉｏｎ 图表生成生成的图表由 ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ 编写能与用户产生良好的
交互 如图 ５ 所示选择时间段等可以设定查询条
件图表参数设定可以设定图表的参数 该 Ｃｈａｒｔ的横轴为日期纵轴为 ＴＰＳ左上角可以选择不同的
ｚｏｏｍ 位于底部的横轴可以更自由的选择时间跨
度在数据量大的时候很有帮助
图 ５ 生成图表页面
（３）ＳＹＳＬＯＧ 监控模块ＳＹＳＬＯＧ 监控模块页面如图 ６ 所示 监控到的
图 ６ ＳＹＳＬＯＧ 监控模块页面
ＳＹＳＬＯＧ 分为 ＺＯＳＣＩＣＳ 和 ＤＢ２ 三个部分点击进
去可以看到系统将不同的重要等级的 ＳＹＳＬＯＧ 以不
同颜色展示 当系统检测到匹配用户创建的监控
Ｐｒｏｆｉｌｅ 的 ＳＹＳＬＯＧ 时会自动刷新页面和做出相应
的响应（如发出声音发送短信或邮件等）
４ 结语
以提高主机的可用性为主旨结合大型主机平
台和开放平台的特点和优势本文实现了一款在主
机端基于 ＳＭＦ 数据的自动化分析整理以及根据需
求实时生成数据报告同时在 Ｗｅｂ 端查看日志记录
并对其进行监控的大型主机系统性能数据管理与监
控的工具型软件 该工具轻量简洁快速且功能强
大 便于主机人员进行系统性能分析性能调优和
故障诊断及处理大大提高了主机人员的工作效率
和更进一步地保障主机系统的高可用性同时可以
降低企业在主机维护上的经济成本
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
［１］ ＥｂｂｅｒｓＭＫｅｔｔｎｅｒ ＪＯＢｒｉｅｎ Ｗｅｔ ａｌＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｍａｉｎｆｒａｍｅｚ ＯＳ Ｂａｓｉｃｓ［Ｍ］ＵＳＡＩＢＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ２０１２
［２］ 李建欣胡春明陶飞等计算科学推进大数据时代多学科交
叉发展［Ｊ］ 计算机教育２０１４（１）２７－３２［３］ 李战怀王国仁周傲英从数据库视角解读大数据的研究进展
与趋势［Ｊ］ 计算机工程与科学２０１３３５（１０）１－１１［４］ 王秀丽潘雷顾贵芬基于组态技术的机房监控系统设计［ Ｊ］
实验室科学２０１５１８（６）６０－６３［５］ 玉伟基于实时数据库系统的 ＩＴ 资产性能监控解决方案［ Ｊ］
中国新通信２０１５１７（１６）１１３－１１５［６］ 张志强林卫峰基于 Ｗｅｂ 基础的 Ｅ－Ｌｅａｒｎｉｎｇ 实验室安全学习
系统设计与实现［Ｊ］ 实验室科学２０１１（１）１０３－１０６［７］ 张鹏ＣＡ 管理平台打造大型机ldquo可视化rdquo管理［ Ｊ］ 通信世界
２０１１（２３）３７－３８［８］ 朱爱萍基于 Ｗｅｂ 技术封装大型主机操作逻辑的研究与实现
［Ｄ］西安西安电子科技大学２００７
（下转第 ７９ 页）
３７
范小彬等主动悬架仿真台在车辆工程专业教学中的应用
（２）当 ｜ ｅ ｜中等大小时为使系统具有较小的超
调ＫＰ应取的小些 此时 ＫＤ取值对系统影响较大应取得小一些ＫＩ的取值适当即可
（３）当 ｜ ｅ ｜较小时为了使系统具有良好的稳态
性能ＫＰ和 ＫＩ要取较大值同时为避免输出响应在
设定值附近的振荡并考虑系统的抗干扰性能应适
当选取 ＫＤ值其原则是当偏差变化率 ｜ ｅｃ ｜ 值较大
时ＫＤ取得小些 ｜ ｅｃ ｜较小时 ＫＤ可取大一些其他情
况取中等输入语言变量 ｜ ｅ ｜和 ｜ ｅｃ ｜的模糊子集为｛零小
中大｝并简记为｛ＺＳＭＢ｝输出语言变量 ＫＰＫＩ
和 ＫＤ的模糊子集为｛零小中大｝并简记为｛ＺＳＭＢ｝ 输入和输出变量的隶属度函数均采用三
角形函数 由上述的 ＰＩＤ 参数整定原则可以得到
输出变量 ＫＰＫＩ和 ＫＤ的控制规则如表 ２ 所示
表 ２ 模糊 ＰＩＤ 控制器控制规则
ｅｃｅ
Ｚ Ｓ Ｍ Ｂ
ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ
Ｚ Ｂ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＳＳ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＭＭ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＭＢ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ
通过大量仿真结果发现一般来说最优控制器
需要对车辆路面激励等准确建模且普通最优控制
系统难以适应系统参数的时变性非线性和不确定
性因此最好采用自适应最优控制系统但自适应最
优控制系统的开发难度较大成本较高 而主动悬
架模糊 ＰＩＤ 控制系统通过实时调节 ＰＩＤ 控制器参
数调节时间短响应速度快具有理想的控制效果
３ 结语
最优控制主动悬架可以显著改善汽车的行驶平
顺性操纵稳定性和乘坐舒适性对汽车的整体性能
和品质提升具有重要作用 为了解决汽车电控系统
实验教学过程中控制效果不直观学生参与度低学生学习兴趣不高造成教学效果不好等问题 本
文以主动悬架控制为例首先介绍了控制系统仿真
中常用的汽车动力学模型及其优缺点然后以单轮
１ ４ 车辆模型为基础探讨了随机线性最优控制器模糊 ＰＩＤ 控制器的设计实现 可以看出整个电控
悬架系统仿真开发过程可以让学生独立完成仿真
实验具有操作性强学生参与度高可显著提高学生
的学习兴趣和教学效果
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］ 申永军祁玉玲杨绍普等含时滞的单自由度半主动悬架系
统的动力学分析［Ｊ］ 振动与冲击２０１２３１（２４）３８－４０［２］ 张立军参数灵敏度反馈车辆半主动悬架控制［Ｊ］ 噪声与振动
控制２０１５３５（５）６９－７２［３］ 张丽萍影响悬架性能的参数对车辆平顺性的仿真分析［ Ｊ］ 机
械设计与制造２０１６（９）２３１－２３３［４］ 艾延廷王志甘世俊等多自由度车辆模型半主动悬架模糊
控制［Ｊ］ 振动与冲击２００７２６（３）１９－２２［５］ 赵彩虹陈士安王骏骋刚度和阻尼系数对 ＬＱＧ 控制主动悬
架控制的影响分析［ Ｊ］ 农业机械学报２０１５４６（１２）３０１ －
３０８［６］ 陈龙张金超汪若尘等全簧载质量范围内超微型汽车悬架
全局优化［Ｊ］ 江苏大学学报（自然科学版）２０１２３３（５）５０２－
５０７［７］ 李以农郑玲汽车非线性半主动悬架的模糊神经网络控制
［Ｊ］ 汽车工程２００４２６（５）６００－６０４［８］ 张志飞刘建利徐中明等面向平顺性与道路友好性的商用
车悬架参数优化［Ｊ］ 汽车工程２０１４（７）８８９－８９３［９］ 赵丁选史舒麟杨彬等基于电液伺服控制的车辆主动悬架
研究［Ｊ］ 中国公路学报２０１６２９（６）２７１－２７９［１０］ 夏奇刘非郑玲八自由度悬架系统混合模糊控制［ Ｊ］ 汽车
工程学报２０１２２（４）２６３－２６９［１１］ 宋晓琳于德介李碧军基于 ＡＤＡＭＳ 的汽车主动悬架虚拟
实验台的设计［Ｊ］ 中国机械工程２００９（２）２４８－２５１［１２］ 郑泉陈黎卿王继先等基于 ＡＤＡＭＳ Ｃａｒ 和 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的主
动悬架遗传模糊控制［Ｊ］ 农业机械学报２００９４０（５）７－１１［１３］ 孔英秀时滞相关非脆弱鲁棒静态输出反馈控制策略及其在
主动悬架中的应用［Ｄ］长春吉林大学２０１４［１４］ 拉贾马尼车辆动力学及控制［Ｍ］王国业江发潮译北京
机械工业出版社２０１１２０３－２１９
收稿日期２０１７－０４－２８修改日期２０１７－０５－２１作者简介范小彬（１９７７－）男河南南阳人博士副教授
主要研究方向为汽车系统动力学
10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979（上接第 ７３ 页）［９］ Ｌｙｄｉａ Ｐａｒｚｉａｌｅ Ｌｕｄｖｉｋ ＤｒｏｂｎｉｃＤａｒｉｏ Ｆａｃｃｈｉｎｅｔｔｉ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ
ＲＥＸＸ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ ＳＤＳＦ［Ｍ］ ＵＳＡＩＢＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｕｐｐｏｒｔ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ２０１０
［１０］ 高珍刘恒王天琪等大型主机系统管理 ＲＥＸＸ 编程详解
［Ｍ］北京清华大学出版社２０１２
收稿日期２０１７－０３－０５修改日期２０１７－０４－３０作者简介陆坤（１９８０－）男江苏徐州人博士讲师主要
研究方向为网络安全与博弈论
９７
陆坤等大型主机系统性能可视化监控与管理平台
１ 现状分析与破解思路
１１ 现状分析
目前大型主机在系统性能监控与管理方面存在
的问题归纳如下（１）海量性能数据和日常维护困难主机的 ＳＭＦ 会长期收集系统数据以便专业人
员进行系统性能调优 但是随着企业业务的增长和
对系统高可用性要求的提高ＳＭＦ 需要收集的数据
也在大量增加 如何理解展示和分析海量的 ＳＭＦ数据极具挑战性［７］
（２）实时监控与智能感知的需要由于 ＩＢＭ 主机运行着企业最重要最核心的业
务在日常维护中出现一个小差错未来都可能给企
业带来巨大损失 实时监控与智能感知是让系统能
ldquo读懂rdquo其产生的日志信息并且做出正确的响应向系统管理员提供实时的系统运行状态确保系统管
理员能在第一时间对系统的异常作出反应［８］（３）性能分析与实时监控产品稀缺目前大型主机 Ｚ ＯＳ 性能数据分析与系统监控
的产品较少有的产品虽然可以收集全面的性能数
据和保护主机系统的安全但是它们一般较为庞大或者直接部署在 Ｚ ＯＳ 上占用了较多的系统资源企业数据中心的高层领导往往面对一个难题即如
何在维护主机性能和占用系统资源之间取得平衡１２ 本文思路
显然若能理解系统性能数据在海量的数据中
找到最关键的那部分信息这样的数据量往往很小
且便于长久存储若能自动化地收集抽取和整理出
最有用的部分信息那对海量数据便有了一种可访
问方式若能够不间断地监控系统日志信息就能感
知系统每一刻状态若可以配置性能数据阀值并由
系统定时检测和发送邮件那就能将繁杂的日常维
护工作变成自动处理的过程 本文给出了一个轻
量简洁快速和功能强大的大型主机 ＳＭＦ 性能数
据监控和管理工具它不占用太多主机系统资源又能为系统日常的性能分析和维护工作提供服务进一步提高主机高可用性
２ 系统的总体设计
本文给出的是一套大型主机 ＳＭＦ 性能数据可
视化监控与管理平台 平台通过收集主机性能数
据整理和存储到数据库为系统维护人员提供查询
数据接口和以一定形式展示数据并能实时监控系
统产生的日志信息和根据配置对日志做出相应的响
应 其系统架构原理图如图 １ 所示系统分主机端和 Ｗｅｂ 端主机端功能包括 ＳＭＦ
数据整理数据下传作业定时抽取 ＳＹＳＬＯＧ 功能Ｗｅｂ 端功能包括查看 ＳＹＳＬＯＧＳＹＳＬＯＧ 监控设置以
及 ＳＹＳＬＯＧ 监控功能
图 １ 系统架构原理图
２１ 主机端工作流程
主机端流程如图 ２ 所示 用户通过 ＩＳＰＦ 页面
进入系统配置 ＳＭＦ 数据输入输出文件指定每天
要生成的 ＳＭＦ 报告名定义执行时间和下传 ＦＴＰ 的
参数这些配置信息被记录在固定的数据集中［９－１０］
图 ２ 大型主机端工作流程图
系统每天会根据配置的 ＳＭＦ 参数 ２４ 小时不间
断地执行（１）收集系统数据和作业日志然后在第二天凌
晨 ２ 点（或其他时间）会调用预先写好的 ＪＣＬ 作业
１７
（２）抽取 ＳＭＦ 数据到指定数据集此时数据集
（Ｄ）的数据还未被整理在第二天凌晨 ４ 点（或其他
时间）系统会调用预先写好的 ＲＥＸＸ 脚本（３）整理 ＳＭＦ 数据此时数据集里是（Ｅ）行记
录形式的 ＳＭＦ 数据（４））最后系统利用 ＦＴＰ 将 ＳＭＦ 数据传到指定
的开放平台用户通过本系统启动后台 ＧＥＴＬＯＧ 程序
ＧＥＴＬＯＧ 程序会一直访问系统 ＳＹＳＬＯＧ如果有更
新就将新的 ＬＯＧ 整理成特定格式插入 ＤＢ２ 表中２２ ＷＥＢ 端工作流程
ＷＥＢ 端工作流程如图 ３ 所示用户使用浏览器
登录 Ｗｅｂ 端进行数据查询和生成图表 ＧＥＴＬＯＧ程序定期从主机的 ＤＢ２ 数据库中获取 ＬＯＧ 信息将其备份到 Ｍｙｓｑｌ 数据库中Ｗｅｂ 端能够实时方便
的显示 ＳＹＳＬＯＧ 信息 用户根据自己的需求创建
ＳＹＳＬＯＧ 监控 Ｐｒｏｆｉｌｅ为其设定重要级别和响应方
式当系统监控到匹配监控 Ｐｒｏｆｉｌｅ 的 ＳＹＳＬＯＧ就将
其以不同颜色显示和做出相应的动作
图 ３ Ｗｅｂ 端工作流程图
３ 系统实现
３１ 主机端实现
首先主机系统管理人员事先配置好 ＳＭＦ 参数
和写好相关 ＪＣＬ 作业 ＲＥＸＸ 脚本并在系统上定义
执行 ＪＣＬ 作业和 ＲＥＸＸ 脚本的时间此时 ＳＭＦ 就会
根据配置的 ＳＭＦ 参数间隔地收集系统数据和作业
日志然后系统每天会在固定时间根据 ＪＣＬ 作业和
ＲＥＸＸ 脚本对 ＳＭＦ 数据进行抽取和整理再由 ＦＴＰ服务下传到开放平台服务器
（１）配置 ＳＭＦ 参数ＳＭＦ 要实现收集系统性能数据和作业日志要
先进行配置 配置的部分关键代码如下所示ＡＣＴＩＶＥ lowast ＡＣＴＩＶＥ ＳＭＦ ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ lowast （１）ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ（ＬＯＧＳＴＲＥＡＭ） （２）ＬＳＮＡＭＥ（ＩＦＡＳＭＦＳＹＳＮＡＭＤＢ２ＴＹＰＥ（１００１０２））
（３）
ＬＳＮＡＭＥ（ＩＦＡＳＭＦＳＹＳＮＡＭＥＣＩＣＳＴＹＰＥ（１１０）） （４）ＤＥＦＡＵＬＴＬＳＮＡＭＥ（ＩＦＡＳＭＦＳＹＳＮＡＭＥＺＯＳ） （５）helliphellipＩＮＴＶＡＬ（ ５） lowast ＳＭＦ ＩＮＴＥＲＶＡＬ ＷＩＴＨ １５ ＭＩＮＵＴＥＳ
lowast （６）ＢＵＦＳＩＺＭＡＸ（１Ｇ） lowastＳＭＦ ＢＵＦＦＥＲＳＩＺＥ １Ｇ lowast （７）helliphellipＳＹＳ（ ＮＯＴＹＰＥ （ １４ １９ ６２ ６９ ９９） ＥＸＩＴＳ （ ＩＥＦＵ８３
ＩＥＦＵ８４ ＩＥＦＡＣＴＲＴ ＩＥＦＵＳＩ ＩＥＦＵＪＩ ＩＥＦＵ２９ ） ＩＮＴＥＲＶ（ＳＭＦＳＹＮＣ）ＮＯＤＥＴＡＩＬ） （８）
当系统 ＩＰＬ 时会执行 ＳＭＦ 的参数文件第 １ 行
代码表示 ＳＭＦ 随着系统一起被加载启动第 ２～５ 行
表示原始 ＳＭＦ 数据被记录在日志流并指定了日志
流文件名第 ６ 行表示收集 ＳＭＦ 数据的间隔是 ５ 分
钟第 ７ 行表示分配的最大缓存是 １Ｇ第 ８ 行表示
ＳＭＦ 收集除了记录类型 １４１９６２６９９９ 之外的所
有数据（２）抽取 ＳＭＦ 数据主机端抽取 ＳＭＦ 数据是先在各 ＬＰＡＲ 上进行
然后按照时间顺利对所有 ＬＰＡＲ 数据集进行合并操
作最后生成的数据集里是 Ｓｙｓｐｌｅｘ 级别的 ＳＭＦ 数
据所以抽取 ＳＭＦ 数据实际有两步操作抽取和合
并 本部分开发的主机端界面之一如图 ４ 所示
图 ４ 主机端界面
（３）整理 ＳＭＦ 数据抽取完 ＳＭＦ 数据后系统会调用预先写好的
ＲＥＸＸ 脚本进行整理 本部分需要大量的 ＲＥＸＸ 程
序以时间间隔为 １ 整天的 ＣＩＣＳ Ｒｅｇｉｏｎ 数据为例调用的 ＲＥＸＸ 脚本和作用如表 １ 所示
（４）下传 ＳＭＦ 数据整理完 ＳＭＦ 数据后系统会调用预先写好的
ＪＣＬ 作业将数据集通过 ＦＴＰ 下传到开放平台服务
器 由于 ＳＭＦ 数据较多本系统只将 ＲＭＦＣＩＣＳ 和
ＤＢ２ 中最关键的性能数据下载到开放平台
２７
陆坤等大型主机系统性能可视化监控与管理平台
表 １ 调用的 ＲＥＸＸ 脚本
ＲＥＸＸ 脚本 作用
ＣＩＣＳＬＩＮＥ 取得 ＣＩＣＳ Ｒｅｇｉｏｎ 的开始结束和总行数
ＣＩＣＳＳＴＡＴ 将数据整理成行记录格式
ＴＸＮＢＡＮＣ２ 计算数据集中交易类型是 ＢＩＮＣＳ 的交易总数
ＴＰＳ 计算 ＢＩＮＣＳ 交易的高峰 ＴＰＳ 数日期和时间
ＴＸＮＳ２ 计算数据集中交易类型是 ＡＯＲ 的交易总数
ＴＩＰＡＬＬ 计算 ＡＯＲ 交易的高峰 ＴＰＳ 数日期和时间
３２ ＷＥＢ 端实现
Ｗｅｂ 端为用户提供数据查询生成图表和 ＳＹＳＬＯＧ 监控与监控配置的功能
（１）数据查询模块数据查询功能包括 ＲＭＦ 数据查询ＣＩＣＳＴＰＳ 数
据查询ＣＩＣＳＲｅｇｉｏｎ 数据查询还提供一定能力的条
件查询和数据排序 当用户进入页面时系统会初
始化表格用户根据自己的业务需要输入查询条
件点击数据查询之后界面表示层将数据交给服务
器端的控制层控制层调用业务逻辑层业务逻辑层
调用数据访问层获取对应数据再交给控制层最后
控制层将数据交给界面表现层表现层将数据赋值
给表格表格生成完毕（２）生成图表模块图表生成功能包括 ＣＩＣＳ ＴＰＳ 图表生成ＣＩＣＳ
ＴＰＳ 横向数据对比图表生成ＣＩＣＳＲｅｇｉｏｎ 图表生成生成的图表由 ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ 编写能与用户产生良好的
交互 如图 ５ 所示选择时间段等可以设定查询条
件图表参数设定可以设定图表的参数 该 Ｃｈａｒｔ的横轴为日期纵轴为 ＴＰＳ左上角可以选择不同的
ｚｏｏｍ 位于底部的横轴可以更自由的选择时间跨
度在数据量大的时候很有帮助
图 ５ 生成图表页面
（３）ＳＹＳＬＯＧ 监控模块ＳＹＳＬＯＧ 监控模块页面如图 ６ 所示 监控到的
图 ６ ＳＹＳＬＯＧ 监控模块页面
ＳＹＳＬＯＧ 分为 ＺＯＳＣＩＣＳ 和 ＤＢ２ 三个部分点击进
去可以看到系统将不同的重要等级的 ＳＹＳＬＯＧ 以不
同颜色展示 当系统检测到匹配用户创建的监控
Ｐｒｏｆｉｌｅ 的 ＳＹＳＬＯＧ 时会自动刷新页面和做出相应
的响应（如发出声音发送短信或邮件等）
４ 结语
以提高主机的可用性为主旨结合大型主机平
台和开放平台的特点和优势本文实现了一款在主
机端基于 ＳＭＦ 数据的自动化分析整理以及根据需
求实时生成数据报告同时在 Ｗｅｂ 端查看日志记录
并对其进行监控的大型主机系统性能数据管理与监
控的工具型软件 该工具轻量简洁快速且功能强
大 便于主机人员进行系统性能分析性能调优和
故障诊断及处理大大提高了主机人员的工作效率
和更进一步地保障主机系统的高可用性同时可以
降低企业在主机维护上的经济成本
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
［１］ ＥｂｂｅｒｓＭＫｅｔｔｎｅｒ ＪＯＢｒｉｅｎ Ｗｅｔ ａｌＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｍａｉｎｆｒａｍｅｚ ＯＳ Ｂａｓｉｃｓ［Ｍ］ＵＳＡＩＢＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ２０１２
［２］ 李建欣胡春明陶飞等计算科学推进大数据时代多学科交
叉发展［Ｊ］ 计算机教育２０１４（１）２７－３２［３］ 李战怀王国仁周傲英从数据库视角解读大数据的研究进展
与趋势［Ｊ］ 计算机工程与科学２０１３３５（１０）１－１１［４］ 王秀丽潘雷顾贵芬基于组态技术的机房监控系统设计［ Ｊ］
实验室科学２０１５１８（６）６０－６３［５］ 玉伟基于实时数据库系统的 ＩＴ 资产性能监控解决方案［ Ｊ］
中国新通信２０１５１７（１６）１１３－１１５［６］ 张志强林卫峰基于 Ｗｅｂ 基础的 Ｅ－Ｌｅａｒｎｉｎｇ 实验室安全学习
系统设计与实现［Ｊ］ 实验室科学２０１１（１）１０３－１０６［７］ 张鹏ＣＡ 管理平台打造大型机ldquo可视化rdquo管理［ Ｊ］ 通信世界
２０１１（２３）３７－３８［８］ 朱爱萍基于 Ｗｅｂ 技术封装大型主机操作逻辑的研究与实现
［Ｄ］西安西安电子科技大学２００７
（下转第 ７９ 页）
３７
范小彬等主动悬架仿真台在车辆工程专业教学中的应用
（２）当 ｜ ｅ ｜中等大小时为使系统具有较小的超
调ＫＰ应取的小些 此时 ＫＤ取值对系统影响较大应取得小一些ＫＩ的取值适当即可
（３）当 ｜ ｅ ｜较小时为了使系统具有良好的稳态
性能ＫＰ和 ＫＩ要取较大值同时为避免输出响应在
设定值附近的振荡并考虑系统的抗干扰性能应适
当选取 ＫＤ值其原则是当偏差变化率 ｜ ｅｃ ｜ 值较大
时ＫＤ取得小些 ｜ ｅｃ ｜较小时 ＫＤ可取大一些其他情
况取中等输入语言变量 ｜ ｅ ｜和 ｜ ｅｃ ｜的模糊子集为｛零小
中大｝并简记为｛ＺＳＭＢ｝输出语言变量 ＫＰＫＩ
和 ＫＤ的模糊子集为｛零小中大｝并简记为｛ＺＳＭＢ｝ 输入和输出变量的隶属度函数均采用三
角形函数 由上述的 ＰＩＤ 参数整定原则可以得到
输出变量 ＫＰＫＩ和 ＫＤ的控制规则如表 ２ 所示
表 ２ 模糊 ＰＩＤ 控制器控制规则
ｅｃｅ
Ｚ Ｓ Ｍ Ｂ
ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ
Ｚ Ｂ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＳＳ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＭＭ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＭＢ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ
通过大量仿真结果发现一般来说最优控制器
需要对车辆路面激励等准确建模且普通最优控制
系统难以适应系统参数的时变性非线性和不确定
性因此最好采用自适应最优控制系统但自适应最
优控制系统的开发难度较大成本较高 而主动悬
架模糊 ＰＩＤ 控制系统通过实时调节 ＰＩＤ 控制器参
数调节时间短响应速度快具有理想的控制效果
３ 结语
最优控制主动悬架可以显著改善汽车的行驶平
顺性操纵稳定性和乘坐舒适性对汽车的整体性能
和品质提升具有重要作用 为了解决汽车电控系统
实验教学过程中控制效果不直观学生参与度低学生学习兴趣不高造成教学效果不好等问题 本
文以主动悬架控制为例首先介绍了控制系统仿真
中常用的汽车动力学模型及其优缺点然后以单轮
１ ４ 车辆模型为基础探讨了随机线性最优控制器模糊 ＰＩＤ 控制器的设计实现 可以看出整个电控
悬架系统仿真开发过程可以让学生独立完成仿真
实验具有操作性强学生参与度高可显著提高学生
的学习兴趣和教学效果
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］ 申永军祁玉玲杨绍普等含时滞的单自由度半主动悬架系
统的动力学分析［Ｊ］ 振动与冲击２０１２３１（２４）３８－４０［２］ 张立军参数灵敏度反馈车辆半主动悬架控制［Ｊ］ 噪声与振动
控制２０１５３５（５）６９－７２［３］ 张丽萍影响悬架性能的参数对车辆平顺性的仿真分析［ Ｊ］ 机
械设计与制造２０１６（９）２３１－２３３［４］ 艾延廷王志甘世俊等多自由度车辆模型半主动悬架模糊
控制［Ｊ］ 振动与冲击２００７２６（３）１９－２２［５］ 赵彩虹陈士安王骏骋刚度和阻尼系数对 ＬＱＧ 控制主动悬
架控制的影响分析［ Ｊ］ 农业机械学报２０１５４６（１２）３０１ －
３０８［６］ 陈龙张金超汪若尘等全簧载质量范围内超微型汽车悬架
全局优化［Ｊ］ 江苏大学学报（自然科学版）２０１２３３（５）５０２－
５０７［７］ 李以农郑玲汽车非线性半主动悬架的模糊神经网络控制
［Ｊ］ 汽车工程２００４２６（５）６００－６０４［８］ 张志飞刘建利徐中明等面向平顺性与道路友好性的商用
车悬架参数优化［Ｊ］ 汽车工程２０１４（７）８８９－８９３［９］ 赵丁选史舒麟杨彬等基于电液伺服控制的车辆主动悬架
研究［Ｊ］ 中国公路学报２０１６２９（６）２７１－２７９［１０］ 夏奇刘非郑玲八自由度悬架系统混合模糊控制［ Ｊ］ 汽车
工程学报２０１２２（４）２６３－２６９［１１］ 宋晓琳于德介李碧军基于 ＡＤＡＭＳ 的汽车主动悬架虚拟
实验台的设计［Ｊ］ 中国机械工程２００９（２）２４８－２５１［１２］ 郑泉陈黎卿王继先等基于 ＡＤＡＭＳ Ｃａｒ 和 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的主
动悬架遗传模糊控制［Ｊ］ 农业机械学报２００９４０（５）７－１１［１３］ 孔英秀时滞相关非脆弱鲁棒静态输出反馈控制策略及其在
主动悬架中的应用［Ｄ］长春吉林大学２０１４［１４］ 拉贾马尼车辆动力学及控制［Ｍ］王国业江发潮译北京
机械工业出版社２０１１２０３－２１９
收稿日期２０１７－０４－２８修改日期２０１７－０５－２１作者简介范小彬（１９７７－）男河南南阳人博士副教授
主要研究方向为汽车系统动力学
10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979（上接第 ７３ 页）［９］ Ｌｙｄｉａ Ｐａｒｚｉａｌｅ Ｌｕｄｖｉｋ ＤｒｏｂｎｉｃＤａｒｉｏ Ｆａｃｃｈｉｎｅｔｔｉ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ
ＲＥＸＸ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ ＳＤＳＦ［Ｍ］ ＵＳＡＩＢＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｕｐｐｏｒｔ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ２０１０
［１０］ 高珍刘恒王天琪等大型主机系统管理 ＲＥＸＸ 编程详解
［Ｍ］北京清华大学出版社２０１２
收稿日期２０１７－０３－０５修改日期２０１７－０４－３０作者简介陆坤（１９８０－）男江苏徐州人博士讲师主要
研究方向为网络安全与博弈论
９７
（２）抽取 ＳＭＦ 数据到指定数据集此时数据集
（Ｄ）的数据还未被整理在第二天凌晨 ４ 点（或其他
时间）系统会调用预先写好的 ＲＥＸＸ 脚本（３）整理 ＳＭＦ 数据此时数据集里是（Ｅ）行记
录形式的 ＳＭＦ 数据（４））最后系统利用 ＦＴＰ 将 ＳＭＦ 数据传到指定
的开放平台用户通过本系统启动后台 ＧＥＴＬＯＧ 程序
ＧＥＴＬＯＧ 程序会一直访问系统 ＳＹＳＬＯＧ如果有更
新就将新的 ＬＯＧ 整理成特定格式插入 ＤＢ２ 表中２２ ＷＥＢ 端工作流程
ＷＥＢ 端工作流程如图 ３ 所示用户使用浏览器
登录 Ｗｅｂ 端进行数据查询和生成图表 ＧＥＴＬＯＧ程序定期从主机的 ＤＢ２ 数据库中获取 ＬＯＧ 信息将其备份到 Ｍｙｓｑｌ 数据库中Ｗｅｂ 端能够实时方便
的显示 ＳＹＳＬＯＧ 信息 用户根据自己的需求创建
ＳＹＳＬＯＧ 监控 Ｐｒｏｆｉｌｅ为其设定重要级别和响应方
式当系统监控到匹配监控 Ｐｒｏｆｉｌｅ 的 ＳＹＳＬＯＧ就将
其以不同颜色显示和做出相应的动作
图 ３ Ｗｅｂ 端工作流程图
３ 系统实现
３１ 主机端实现
首先主机系统管理人员事先配置好 ＳＭＦ 参数
和写好相关 ＪＣＬ 作业 ＲＥＸＸ 脚本并在系统上定义
执行 ＪＣＬ 作业和 ＲＥＸＸ 脚本的时间此时 ＳＭＦ 就会
根据配置的 ＳＭＦ 参数间隔地收集系统数据和作业
日志然后系统每天会在固定时间根据 ＪＣＬ 作业和
ＲＥＸＸ 脚本对 ＳＭＦ 数据进行抽取和整理再由 ＦＴＰ服务下传到开放平台服务器
（１）配置 ＳＭＦ 参数ＳＭＦ 要实现收集系统性能数据和作业日志要
先进行配置 配置的部分关键代码如下所示ＡＣＴＩＶＥ lowast ＡＣＴＩＶＥ ＳＭＦ ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ lowast （１）ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ（ＬＯＧＳＴＲＥＡＭ） （２）ＬＳＮＡＭＥ（ＩＦＡＳＭＦＳＹＳＮＡＭＤＢ２ＴＹＰＥ（１００１０２））
（３）
ＬＳＮＡＭＥ（ＩＦＡＳＭＦＳＹＳＮＡＭＥＣＩＣＳＴＹＰＥ（１１０）） （４）ＤＥＦＡＵＬＴＬＳＮＡＭＥ（ＩＦＡＳＭＦＳＹＳＮＡＭＥＺＯＳ） （５）helliphellipＩＮＴＶＡＬ（ ５） lowast ＳＭＦ ＩＮＴＥＲＶＡＬ ＷＩＴＨ １５ ＭＩＮＵＴＥＳ
lowast （６）ＢＵＦＳＩＺＭＡＸ（１Ｇ） lowastＳＭＦ ＢＵＦＦＥＲＳＩＺＥ １Ｇ lowast （７）helliphellipＳＹＳ（ ＮＯＴＹＰＥ （ １４ １９ ６２ ６９ ９９） ＥＸＩＴＳ （ ＩＥＦＵ８３
ＩＥＦＵ８４ ＩＥＦＡＣＴＲＴ ＩＥＦＵＳＩ ＩＥＦＵＪＩ ＩＥＦＵ２９ ） ＩＮＴＥＲＶ（ＳＭＦＳＹＮＣ）ＮＯＤＥＴＡＩＬ） （８）
当系统 ＩＰＬ 时会执行 ＳＭＦ 的参数文件第 １ 行
代码表示 ＳＭＦ 随着系统一起被加载启动第 ２～５ 行
表示原始 ＳＭＦ 数据被记录在日志流并指定了日志
流文件名第 ６ 行表示收集 ＳＭＦ 数据的间隔是 ５ 分
钟第 ７ 行表示分配的最大缓存是 １Ｇ第 ８ 行表示
ＳＭＦ 收集除了记录类型 １４１９６２６９９９ 之外的所
有数据（２）抽取 ＳＭＦ 数据主机端抽取 ＳＭＦ 数据是先在各 ＬＰＡＲ 上进行
然后按照时间顺利对所有 ＬＰＡＲ 数据集进行合并操
作最后生成的数据集里是 Ｓｙｓｐｌｅｘ 级别的 ＳＭＦ 数
据所以抽取 ＳＭＦ 数据实际有两步操作抽取和合
并 本部分开发的主机端界面之一如图 ４ 所示
图 ４ 主机端界面
（３）整理 ＳＭＦ 数据抽取完 ＳＭＦ 数据后系统会调用预先写好的
ＲＥＸＸ 脚本进行整理 本部分需要大量的 ＲＥＸＸ 程
序以时间间隔为 １ 整天的 ＣＩＣＳ Ｒｅｇｉｏｎ 数据为例调用的 ＲＥＸＸ 脚本和作用如表 １ 所示
（４）下传 ＳＭＦ 数据整理完 ＳＭＦ 数据后系统会调用预先写好的
ＪＣＬ 作业将数据集通过 ＦＴＰ 下传到开放平台服务
器 由于 ＳＭＦ 数据较多本系统只将 ＲＭＦＣＩＣＳ 和
ＤＢ２ 中最关键的性能数据下载到开放平台
２７
陆坤等大型主机系统性能可视化监控与管理平台
表 １ 调用的 ＲＥＸＸ 脚本
ＲＥＸＸ 脚本 作用
ＣＩＣＳＬＩＮＥ 取得 ＣＩＣＳ Ｒｅｇｉｏｎ 的开始结束和总行数
ＣＩＣＳＳＴＡＴ 将数据整理成行记录格式
ＴＸＮＢＡＮＣ２ 计算数据集中交易类型是 ＢＩＮＣＳ 的交易总数
ＴＰＳ 计算 ＢＩＮＣＳ 交易的高峰 ＴＰＳ 数日期和时间
ＴＸＮＳ２ 计算数据集中交易类型是 ＡＯＲ 的交易总数
ＴＩＰＡＬＬ 计算 ＡＯＲ 交易的高峰 ＴＰＳ 数日期和时间
３２ ＷＥＢ 端实现
Ｗｅｂ 端为用户提供数据查询生成图表和 ＳＹＳＬＯＧ 监控与监控配置的功能
（１）数据查询模块数据查询功能包括 ＲＭＦ 数据查询ＣＩＣＳＴＰＳ 数
据查询ＣＩＣＳＲｅｇｉｏｎ 数据查询还提供一定能力的条
件查询和数据排序 当用户进入页面时系统会初
始化表格用户根据自己的业务需要输入查询条
件点击数据查询之后界面表示层将数据交给服务
器端的控制层控制层调用业务逻辑层业务逻辑层
调用数据访问层获取对应数据再交给控制层最后
控制层将数据交给界面表现层表现层将数据赋值
给表格表格生成完毕（２）生成图表模块图表生成功能包括 ＣＩＣＳ ＴＰＳ 图表生成ＣＩＣＳ
ＴＰＳ 横向数据对比图表生成ＣＩＣＳＲｅｇｉｏｎ 图表生成生成的图表由 ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ 编写能与用户产生良好的
交互 如图 ５ 所示选择时间段等可以设定查询条
件图表参数设定可以设定图表的参数 该 Ｃｈａｒｔ的横轴为日期纵轴为 ＴＰＳ左上角可以选择不同的
ｚｏｏｍ 位于底部的横轴可以更自由的选择时间跨
度在数据量大的时候很有帮助
图 ５ 生成图表页面
（３）ＳＹＳＬＯＧ 监控模块ＳＹＳＬＯＧ 监控模块页面如图 ６ 所示 监控到的
图 ６ ＳＹＳＬＯＧ 监控模块页面
ＳＹＳＬＯＧ 分为 ＺＯＳＣＩＣＳ 和 ＤＢ２ 三个部分点击进
去可以看到系统将不同的重要等级的 ＳＹＳＬＯＧ 以不
同颜色展示 当系统检测到匹配用户创建的监控
Ｐｒｏｆｉｌｅ 的 ＳＹＳＬＯＧ 时会自动刷新页面和做出相应
的响应（如发出声音发送短信或邮件等）
４ 结语
以提高主机的可用性为主旨结合大型主机平
台和开放平台的特点和优势本文实现了一款在主
机端基于 ＳＭＦ 数据的自动化分析整理以及根据需
求实时生成数据报告同时在 Ｗｅｂ 端查看日志记录
并对其进行监控的大型主机系统性能数据管理与监
控的工具型软件 该工具轻量简洁快速且功能强
大 便于主机人员进行系统性能分析性能调优和
故障诊断及处理大大提高了主机人员的工作效率
和更进一步地保障主机系统的高可用性同时可以
降低企业在主机维护上的经济成本
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
［１］ ＥｂｂｅｒｓＭＫｅｔｔｎｅｒ ＪＯＢｒｉｅｎ Ｗｅｔ ａｌＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｍａｉｎｆｒａｍｅｚ ＯＳ Ｂａｓｉｃｓ［Ｍ］ＵＳＡＩＢＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ２０１２
［２］ 李建欣胡春明陶飞等计算科学推进大数据时代多学科交
叉发展［Ｊ］ 计算机教育２０１４（１）２７－３２［３］ 李战怀王国仁周傲英从数据库视角解读大数据的研究进展
与趋势［Ｊ］ 计算机工程与科学２０１３３５（１０）１－１１［４］ 王秀丽潘雷顾贵芬基于组态技术的机房监控系统设计［ Ｊ］
实验室科学２０１５１８（６）６０－６３［５］ 玉伟基于实时数据库系统的 ＩＴ 资产性能监控解决方案［ Ｊ］
中国新通信２０１５１７（１６）１１３－１１５［６］ 张志强林卫峰基于 Ｗｅｂ 基础的 Ｅ－Ｌｅａｒｎｉｎｇ 实验室安全学习
系统设计与实现［Ｊ］ 实验室科学２０１１（１）１０３－１０６［７］ 张鹏ＣＡ 管理平台打造大型机ldquo可视化rdquo管理［ Ｊ］ 通信世界
２０１１（２３）３７－３８［８］ 朱爱萍基于 Ｗｅｂ 技术封装大型主机操作逻辑的研究与实现
［Ｄ］西安西安电子科技大学２００７
（下转第 ７９ 页）
３７
范小彬等主动悬架仿真台在车辆工程专业教学中的应用
（２）当 ｜ ｅ ｜中等大小时为使系统具有较小的超
调ＫＰ应取的小些 此时 ＫＤ取值对系统影响较大应取得小一些ＫＩ的取值适当即可
（３）当 ｜ ｅ ｜较小时为了使系统具有良好的稳态
性能ＫＰ和 ＫＩ要取较大值同时为避免输出响应在
设定值附近的振荡并考虑系统的抗干扰性能应适
当选取 ＫＤ值其原则是当偏差变化率 ｜ ｅｃ ｜ 值较大
时ＫＤ取得小些 ｜ ｅｃ ｜较小时 ＫＤ可取大一些其他情
况取中等输入语言变量 ｜ ｅ ｜和 ｜ ｅｃ ｜的模糊子集为｛零小
中大｝并简记为｛ＺＳＭＢ｝输出语言变量 ＫＰＫＩ
和 ＫＤ的模糊子集为｛零小中大｝并简记为｛ＺＳＭＢ｝ 输入和输出变量的隶属度函数均采用三
角形函数 由上述的 ＰＩＤ 参数整定原则可以得到
输出变量 ＫＰＫＩ和 ＫＤ的控制规则如表 ２ 所示
表 ２ 模糊 ＰＩＤ 控制器控制规则
ｅｃｅ
Ｚ Ｓ Ｍ Ｂ
ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ
Ｚ Ｂ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＳＳ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＭＭ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＭＢ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ
通过大量仿真结果发现一般来说最优控制器
需要对车辆路面激励等准确建模且普通最优控制
系统难以适应系统参数的时变性非线性和不确定
性因此最好采用自适应最优控制系统但自适应最
优控制系统的开发难度较大成本较高 而主动悬
架模糊 ＰＩＤ 控制系统通过实时调节 ＰＩＤ 控制器参
数调节时间短响应速度快具有理想的控制效果
３ 结语
最优控制主动悬架可以显著改善汽车的行驶平
顺性操纵稳定性和乘坐舒适性对汽车的整体性能
和品质提升具有重要作用 为了解决汽车电控系统
实验教学过程中控制效果不直观学生参与度低学生学习兴趣不高造成教学效果不好等问题 本
文以主动悬架控制为例首先介绍了控制系统仿真
中常用的汽车动力学模型及其优缺点然后以单轮
１ ４ 车辆模型为基础探讨了随机线性最优控制器模糊 ＰＩＤ 控制器的设计实现 可以看出整个电控
悬架系统仿真开发过程可以让学生独立完成仿真
实验具有操作性强学生参与度高可显著提高学生
的学习兴趣和教学效果
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］ 申永军祁玉玲杨绍普等含时滞的单自由度半主动悬架系
统的动力学分析［Ｊ］ 振动与冲击２０１２３１（２４）３８－４０［２］ 张立军参数灵敏度反馈车辆半主动悬架控制［Ｊ］ 噪声与振动
控制２０１５３５（５）６９－７２［３］ 张丽萍影响悬架性能的参数对车辆平顺性的仿真分析［ Ｊ］ 机
械设计与制造２０１６（９）２３１－２３３［４］ 艾延廷王志甘世俊等多自由度车辆模型半主动悬架模糊
控制［Ｊ］ 振动与冲击２００７２６（３）１９－２２［５］ 赵彩虹陈士安王骏骋刚度和阻尼系数对 ＬＱＧ 控制主动悬
架控制的影响分析［ Ｊ］ 农业机械学报２０１５４６（１２）３０１ －
３０８［６］ 陈龙张金超汪若尘等全簧载质量范围内超微型汽车悬架
全局优化［Ｊ］ 江苏大学学报（自然科学版）２０１２３３（５）５０２－
５０７［７］ 李以农郑玲汽车非线性半主动悬架的模糊神经网络控制
［Ｊ］ 汽车工程２００４２６（５）６００－６０４［８］ 张志飞刘建利徐中明等面向平顺性与道路友好性的商用
车悬架参数优化［Ｊ］ 汽车工程２０１４（７）８８９－８９３［９］ 赵丁选史舒麟杨彬等基于电液伺服控制的车辆主动悬架
研究［Ｊ］ 中国公路学报２０１６２９（６）２７１－２７９［１０］ 夏奇刘非郑玲八自由度悬架系统混合模糊控制［ Ｊ］ 汽车
工程学报２０１２２（４）２６３－２６９［１１］ 宋晓琳于德介李碧军基于 ＡＤＡＭＳ 的汽车主动悬架虚拟
实验台的设计［Ｊ］ 中国机械工程２００９（２）２４８－２５１［１２］ 郑泉陈黎卿王继先等基于 ＡＤＡＭＳ Ｃａｒ 和 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的主
动悬架遗传模糊控制［Ｊ］ 农业机械学报２００９４０（５）７－１１［１３］ 孔英秀时滞相关非脆弱鲁棒静态输出反馈控制策略及其在
主动悬架中的应用［Ｄ］长春吉林大学２０１４［１４］ 拉贾马尼车辆动力学及控制［Ｍ］王国业江发潮译北京
机械工业出版社２０１１２０３－２１９
收稿日期２０１７－０４－２８修改日期２０１７－０５－２１作者简介范小彬（１９７７－）男河南南阳人博士副教授
主要研究方向为汽车系统动力学
10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979（上接第 ７３ 页）［９］ Ｌｙｄｉａ Ｐａｒｚｉａｌｅ Ｌｕｄｖｉｋ ＤｒｏｂｎｉｃＤａｒｉｏ Ｆａｃｃｈｉｎｅｔｔｉ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ
ＲＥＸＸ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ ＳＤＳＦ［Ｍ］ ＵＳＡＩＢＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｕｐｐｏｒｔ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ２０１０
［１０］ 高珍刘恒王天琪等大型主机系统管理 ＲＥＸＸ 编程详解
［Ｍ］北京清华大学出版社２０１２
收稿日期２０１７－０３－０５修改日期２０１７－０４－３０作者简介陆坤（１９８０－）男江苏徐州人博士讲师主要
研究方向为网络安全与博弈论
９７
陆坤等大型主机系统性能可视化监控与管理平台
表 １ 调用的 ＲＥＸＸ 脚本
ＲＥＸＸ 脚本 作用
ＣＩＣＳＬＩＮＥ 取得 ＣＩＣＳ Ｒｅｇｉｏｎ 的开始结束和总行数
ＣＩＣＳＳＴＡＴ 将数据整理成行记录格式
ＴＸＮＢＡＮＣ２ 计算数据集中交易类型是 ＢＩＮＣＳ 的交易总数
ＴＰＳ 计算 ＢＩＮＣＳ 交易的高峰 ＴＰＳ 数日期和时间
ＴＸＮＳ２ 计算数据集中交易类型是 ＡＯＲ 的交易总数
ＴＩＰＡＬＬ 计算 ＡＯＲ 交易的高峰 ＴＰＳ 数日期和时间
３２ ＷＥＢ 端实现
Ｗｅｂ 端为用户提供数据查询生成图表和 ＳＹＳＬＯＧ 监控与监控配置的功能
（１）数据查询模块数据查询功能包括 ＲＭＦ 数据查询ＣＩＣＳＴＰＳ 数
据查询ＣＩＣＳＲｅｇｉｏｎ 数据查询还提供一定能力的条
件查询和数据排序 当用户进入页面时系统会初
始化表格用户根据自己的业务需要输入查询条
件点击数据查询之后界面表示层将数据交给服务
器端的控制层控制层调用业务逻辑层业务逻辑层
调用数据访问层获取对应数据再交给控制层最后
控制层将数据交给界面表现层表现层将数据赋值
给表格表格生成完毕（２）生成图表模块图表生成功能包括 ＣＩＣＳ ＴＰＳ 图表生成ＣＩＣＳ
ＴＰＳ 横向数据对比图表生成ＣＩＣＳＲｅｇｉｏｎ 图表生成生成的图表由 ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ 编写能与用户产生良好的
交互 如图 ５ 所示选择时间段等可以设定查询条
件图表参数设定可以设定图表的参数 该 Ｃｈａｒｔ的横轴为日期纵轴为 ＴＰＳ左上角可以选择不同的
ｚｏｏｍ 位于底部的横轴可以更自由的选择时间跨
度在数据量大的时候很有帮助
图 ５ 生成图表页面
（３）ＳＹＳＬＯＧ 监控模块ＳＹＳＬＯＧ 监控模块页面如图 ６ 所示 监控到的
图 ６ ＳＹＳＬＯＧ 监控模块页面
ＳＹＳＬＯＧ 分为 ＺＯＳＣＩＣＳ 和 ＤＢ２ 三个部分点击进
去可以看到系统将不同的重要等级的 ＳＹＳＬＯＧ 以不
同颜色展示 当系统检测到匹配用户创建的监控
Ｐｒｏｆｉｌｅ 的 ＳＹＳＬＯＧ 时会自动刷新页面和做出相应
的响应（如发出声音发送短信或邮件等）
４ 结语
以提高主机的可用性为主旨结合大型主机平
台和开放平台的特点和优势本文实现了一款在主
机端基于 ＳＭＦ 数据的自动化分析整理以及根据需
求实时生成数据报告同时在 Ｗｅｂ 端查看日志记录
并对其进行监控的大型主机系统性能数据管理与监
控的工具型软件 该工具轻量简洁快速且功能强
大 便于主机人员进行系统性能分析性能调优和
故障诊断及处理大大提高了主机人员的工作效率
和更进一步地保障主机系统的高可用性同时可以
降低企业在主机维护上的经济成本
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
［１］ ＥｂｂｅｒｓＭＫｅｔｔｎｅｒ ＪＯＢｒｉｅｎ Ｗｅｔ ａｌＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｍａｉｎｆｒａｍｅｚ ＯＳ Ｂａｓｉｃｓ［Ｍ］ＵＳＡＩＢＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ２０１２
［２］ 李建欣胡春明陶飞等计算科学推进大数据时代多学科交
叉发展［Ｊ］ 计算机教育２０１４（１）２７－３２［３］ 李战怀王国仁周傲英从数据库视角解读大数据的研究进展
与趋势［Ｊ］ 计算机工程与科学２０１３３５（１０）１－１１［４］ 王秀丽潘雷顾贵芬基于组态技术的机房监控系统设计［ Ｊ］
实验室科学２０１５１８（６）６０－６３［５］ 玉伟基于实时数据库系统的 ＩＴ 资产性能监控解决方案［ Ｊ］
中国新通信２０１５１７（１６）１１３－１１５［６］ 张志强林卫峰基于 Ｗｅｂ 基础的 Ｅ－Ｌｅａｒｎｉｎｇ 实验室安全学习
系统设计与实现［Ｊ］ 实验室科学２０１１（１）１０３－１０６［７］ 张鹏ＣＡ 管理平台打造大型机ldquo可视化rdquo管理［ Ｊ］ 通信世界
２０１１（２３）３７－３８［８］ 朱爱萍基于 Ｗｅｂ 技术封装大型主机操作逻辑的研究与实现
［Ｄ］西安西安电子科技大学２００７
（下转第 ７９ 页）
３７
范小彬等主动悬架仿真台在车辆工程专业教学中的应用
（２）当 ｜ ｅ ｜中等大小时为使系统具有较小的超
调ＫＰ应取的小些 此时 ＫＤ取值对系统影响较大应取得小一些ＫＩ的取值适当即可
（３）当 ｜ ｅ ｜较小时为了使系统具有良好的稳态
性能ＫＰ和 ＫＩ要取较大值同时为避免输出响应在
设定值附近的振荡并考虑系统的抗干扰性能应适
当选取 ＫＤ值其原则是当偏差变化率 ｜ ｅｃ ｜ 值较大
时ＫＤ取得小些 ｜ ｅｃ ｜较小时 ＫＤ可取大一些其他情
况取中等输入语言变量 ｜ ｅ ｜和 ｜ ｅｃ ｜的模糊子集为｛零小
中大｝并简记为｛ＺＳＭＢ｝输出语言变量 ＫＰＫＩ
和 ＫＤ的模糊子集为｛零小中大｝并简记为｛ＺＳＭＢ｝ 输入和输出变量的隶属度函数均采用三
角形函数 由上述的 ＰＩＤ 参数整定原则可以得到
输出变量 ＫＰＫＩ和 ＫＤ的控制规则如表 ２ 所示
表 ２ 模糊 ＰＩＤ 控制器控制规则
ｅｃｅ
Ｚ Ｓ Ｍ Ｂ
ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ
Ｚ Ｂ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＳＳ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＭＭ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＭＢ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ
通过大量仿真结果发现一般来说最优控制器
需要对车辆路面激励等准确建模且普通最优控制
系统难以适应系统参数的时变性非线性和不确定
性因此最好采用自适应最优控制系统但自适应最
优控制系统的开发难度较大成本较高 而主动悬
架模糊 ＰＩＤ 控制系统通过实时调节 ＰＩＤ 控制器参
数调节时间短响应速度快具有理想的控制效果
３ 结语
最优控制主动悬架可以显著改善汽车的行驶平
顺性操纵稳定性和乘坐舒适性对汽车的整体性能
和品质提升具有重要作用 为了解决汽车电控系统
实验教学过程中控制效果不直观学生参与度低学生学习兴趣不高造成教学效果不好等问题 本
文以主动悬架控制为例首先介绍了控制系统仿真
中常用的汽车动力学模型及其优缺点然后以单轮
１ ４ 车辆模型为基础探讨了随机线性最优控制器模糊 ＰＩＤ 控制器的设计实现 可以看出整个电控
悬架系统仿真开发过程可以让学生独立完成仿真
实验具有操作性强学生参与度高可显著提高学生
的学习兴趣和教学效果
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］ 申永军祁玉玲杨绍普等含时滞的单自由度半主动悬架系
统的动力学分析［Ｊ］ 振动与冲击２０１２３１（２４）３８－４０［２］ 张立军参数灵敏度反馈车辆半主动悬架控制［Ｊ］ 噪声与振动
控制２０１５３５（５）６９－７２［３］ 张丽萍影响悬架性能的参数对车辆平顺性的仿真分析［ Ｊ］ 机
械设计与制造２０１６（９）２３１－２３３［４］ 艾延廷王志甘世俊等多自由度车辆模型半主动悬架模糊
控制［Ｊ］ 振动与冲击２００７２６（３）１９－２２［５］ 赵彩虹陈士安王骏骋刚度和阻尼系数对 ＬＱＧ 控制主动悬
架控制的影响分析［ Ｊ］ 农业机械学报２０１５４６（１２）３０１ －
３０８［６］ 陈龙张金超汪若尘等全簧载质量范围内超微型汽车悬架
全局优化［Ｊ］ 江苏大学学报（自然科学版）２０１２３３（５）５０２－
５０７［７］ 李以农郑玲汽车非线性半主动悬架的模糊神经网络控制
［Ｊ］ 汽车工程２００４２６（５）６００－６０４［８］ 张志飞刘建利徐中明等面向平顺性与道路友好性的商用
车悬架参数优化［Ｊ］ 汽车工程２０１４（７）８８９－８９３［９］ 赵丁选史舒麟杨彬等基于电液伺服控制的车辆主动悬架
研究［Ｊ］ 中国公路学报２０１６２９（６）２７１－２７９［１０］ 夏奇刘非郑玲八自由度悬架系统混合模糊控制［ Ｊ］ 汽车
工程学报２０１２２（４）２６３－２６９［１１］ 宋晓琳于德介李碧军基于 ＡＤＡＭＳ 的汽车主动悬架虚拟
实验台的设计［Ｊ］ 中国机械工程２００９（２）２４８－２５１［１２］ 郑泉陈黎卿王继先等基于 ＡＤＡＭＳ Ｃａｒ 和 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的主
动悬架遗传模糊控制［Ｊ］ 农业机械学报２００９４０（５）７－１１［１３］ 孔英秀时滞相关非脆弱鲁棒静态输出反馈控制策略及其在
主动悬架中的应用［Ｄ］长春吉林大学２０１４［１４］ 拉贾马尼车辆动力学及控制［Ｍ］王国业江发潮译北京
机械工业出版社２０１１２０３－２１９
收稿日期２０１７－０４－２８修改日期２０１７－０５－２１作者简介范小彬（１９７７－）男河南南阳人博士副教授
主要研究方向为汽车系统动力学
10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979（上接第 ７３ 页）［９］ Ｌｙｄｉａ Ｐａｒｚｉａｌｅ Ｌｕｄｖｉｋ ＤｒｏｂｎｉｃＤａｒｉｏ Ｆａｃｃｈｉｎｅｔｔｉ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ
ＲＥＸＸ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ ＳＤＳＦ［Ｍ］ ＵＳＡＩＢＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｕｐｐｏｒｔ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ２０１０
［１０］ 高珍刘恒王天琪等大型主机系统管理 ＲＥＸＸ 编程详解
［Ｍ］北京清华大学出版社２０１２
收稿日期２０１７－０３－０５修改日期２０１７－０４－３０作者简介陆坤（１９８０－）男江苏徐州人博士讲师主要
研究方向为网络安全与博弈论
９７
范小彬等主动悬架仿真台在车辆工程专业教学中的应用
（２）当 ｜ ｅ ｜中等大小时为使系统具有较小的超
调ＫＰ应取的小些 此时 ＫＤ取值对系统影响较大应取得小一些ＫＩ的取值适当即可
（３）当 ｜ ｅ ｜较小时为了使系统具有良好的稳态
性能ＫＰ和 ＫＩ要取较大值同时为避免输出响应在
设定值附近的振荡并考虑系统的抗干扰性能应适
当选取 ＫＤ值其原则是当偏差变化率 ｜ ｅｃ ｜ 值较大
时ＫＤ取得小些 ｜ ｅｃ ｜较小时 ＫＤ可取大一些其他情
况取中等输入语言变量 ｜ ｅ ｜和 ｜ ｅｃ ｜的模糊子集为｛零小
中大｝并简记为｛ＺＳＭＢ｝输出语言变量 ＫＰＫＩ
和 ＫＤ的模糊子集为｛零小中大｝并简记为｛ＺＳＭＢ｝ 输入和输出变量的隶属度函数均采用三
角形函数 由上述的 ＰＩＤ 参数整定原则可以得到
输出变量 ＫＰＫＩ和 ＫＤ的控制规则如表 ２ 所示
表 ２ 模糊 ＰＩＤ 控制器控制规则
ｅｃｅ
Ｚ Ｓ Ｍ Ｂ
ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ ＫＰ ＫＩ ＫＤ
Ｚ Ｂ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＳＳ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＭＭ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｂ Ｍ Ｓ Ｂ ＭＢ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ Ｂ Ｓ Ｂ
通过大量仿真结果发现一般来说最优控制器
需要对车辆路面激励等准确建模且普通最优控制
系统难以适应系统参数的时变性非线性和不确定
性因此最好采用自适应最优控制系统但自适应最
优控制系统的开发难度较大成本较高 而主动悬
架模糊 ＰＩＤ 控制系统通过实时调节 ＰＩＤ 控制器参
数调节时间短响应速度快具有理想的控制效果
３ 结语
最优控制主动悬架可以显著改善汽车的行驶平
顺性操纵稳定性和乘坐舒适性对汽车的整体性能
和品质提升具有重要作用 为了解决汽车电控系统
实验教学过程中控制效果不直观学生参与度低学生学习兴趣不高造成教学效果不好等问题 本
文以主动悬架控制为例首先介绍了控制系统仿真
中常用的汽车动力学模型及其优缺点然后以单轮
１ ４ 车辆模型为基础探讨了随机线性最优控制器模糊 ＰＩＤ 控制器的设计实现 可以看出整个电控
悬架系统仿真开发过程可以让学生独立完成仿真
实验具有操作性强学生参与度高可显著提高学生
的学习兴趣和教学效果
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］ 申永军祁玉玲杨绍普等含时滞的单自由度半主动悬架系
统的动力学分析［Ｊ］ 振动与冲击２０１２３１（２４）３８－４０［２］ 张立军参数灵敏度反馈车辆半主动悬架控制［Ｊ］ 噪声与振动
控制２０１５３５（５）６９－７２［３］ 张丽萍影响悬架性能的参数对车辆平顺性的仿真分析［ Ｊ］ 机
械设计与制造２０１６（９）２３１－２３３［４］ 艾延廷王志甘世俊等多自由度车辆模型半主动悬架模糊
控制［Ｊ］ 振动与冲击２００７２６（３）１９－２２［５］ 赵彩虹陈士安王骏骋刚度和阻尼系数对 ＬＱＧ 控制主动悬
架控制的影响分析［ Ｊ］ 农业机械学报２０１５４６（１２）３０１ －
３０８［６］ 陈龙张金超汪若尘等全簧载质量范围内超微型汽车悬架
全局优化［Ｊ］ 江苏大学学报（自然科学版）２０１２３３（５）５０２－
５０７［７］ 李以农郑玲汽车非线性半主动悬架的模糊神经网络控制
［Ｊ］ 汽车工程２００４２６（５）６００－６０４［８］ 张志飞刘建利徐中明等面向平顺性与道路友好性的商用
车悬架参数优化［Ｊ］ 汽车工程２０１４（７）８８９－８９３［９］ 赵丁选史舒麟杨彬等基于电液伺服控制的车辆主动悬架
研究［Ｊ］ 中国公路学报２０１６２９（６）２７１－２７９［１０］ 夏奇刘非郑玲八自由度悬架系统混合模糊控制［ Ｊ］ 汽车
工程学报２０１２２（４）２６３－２６９［１１］ 宋晓琳于德介李碧军基于 ＡＤＡＭＳ 的汽车主动悬架虚拟
实验台的设计［Ｊ］ 中国机械工程２００９（２）２４８－２５１［１２］ 郑泉陈黎卿王继先等基于 ＡＤＡＭＳ Ｃａｒ 和 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的主
动悬架遗传模糊控制［Ｊ］ 农业机械学报２００９４０（５）７－１１［１３］ 孔英秀时滞相关非脆弱鲁棒静态输出反馈控制策略及其在
主动悬架中的应用［Ｄ］长春吉林大学２０１４［１４］ 拉贾马尼车辆动力学及控制［Ｍ］王国业江发潮译北京
机械工业出版社２０１１２０３－２１９
收稿日期２０１７－０４－２８修改日期２０１７－０５－２１作者简介范小彬（１９７７－）男河南南阳人博士副教授
主要研究方向为汽车系统动力学
10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979（上接第 ７３ 页）［９］ Ｌｙｄｉａ Ｐａｒｚｉａｌｅ Ｌｕｄｖｉｋ ＤｒｏｂｎｉｃＤａｒｉｏ Ｆａｃｃｈｉｎｅｔｔｉ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ
ＲＥＸＸ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ ＳＤＳＦ［Ｍ］ ＵＳＡＩＢＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｕｐｐｏｒｔ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ２０１０
［１０］ 高珍刘恒王天琪等大型主机系统管理 ＲＥＸＸ 编程详解
［Ｍ］北京清华大学出版社２０１２
收稿日期２０１７－０３－０５修改日期２０１７－０４－３０作者简介陆坤（１９８０－）男江苏徐州人博士讲师主要
研究方向为网络安全与博弈论
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