工业网络系统的感知-传输-控制一体化挑战与进展仿佛是一个精通can通信协议的智者静静地在技术的海洋中
工业网络系统:一个融合自动控制、计算机技术和通信网络技术的复杂体。这类系统通过网络实现了信息系统与物理过程的协同,促进了工业制造的数字化、网络化和智能化。它们集成了感知、传输和控制功能,具有结构网络化、现场控制和分散功能。然而,感知-通信-控制一体化设计面临挑战,如资源受限终端融合难度大,以及在复杂环境下的时间确定性和可靠性要求。
为了应对这些挑战,我们需要综合利用理论,并结合控制优化理论与通信网络设计方法。我们必须清晰地表示感知、传输和控制之间相互作用,以揭示三者的关系并提升整体性能。本文分析了“感知-传输-控制一体化”的挑战,并从非理想通信下异构分布式融合估计到面向感知与控制适变传输,再到复杂系统协同 控制三个方面综述了国内外研究现状。
如何实现工业网路系统的联合设计?过去,独立分离的设计限制了性能提升。此时,一体化是解决问题的一种有效途径。本文探索了一体化设计,并提出了基于图2所示分层架构。在这种架构中,每个簇部署边缘估计终端,以减少能量消耗并提高信息交互可靠性。
这项工作使得感知支持控件提供信息,而传输确保实时交互,同时控件为稳定高效运行提供决策,从而提升协同能力。虽然研究尚处于探索阶段,但随着学科发展,“感知-传输-控制一体化”范式将不断涌现,其应用范围也将扩大,成为一个重要方向!