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通信协议的大师正在挑战并推动这一领
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,具有结构化、现场化和分散化等优势,是实现工业信息物理系统智能化和互联化的关键。
然而,这一感知-通信-控制一体设计面临诸多挑战,如资源受限终端难以融合,以及在复杂环境下要求高时间确定性和传输可靠性的通信需求。为了应对这些挑战,我们需要综合利用理论,以形成适应于动态变化且具有自适应能力的一代工业网络。
要实现这一设计,我们必须清晰地表示感知、传输与控制之间相辅相成但又相互制约的耦合关系,以揭示三者间互动并提升整体性能。本文围绕此框架分析了“感知-传输-控制一体”所面临的问题,并从异构分布式融合估计到适变传输,再到复杂系统协同控制三个方面,回顾了国内外研究现状及进展。
如何将工业网络系统中的感知、传输与控制进行联合设计?过去,独立分离设计限制了整体性能提升,但恶劣环境导致部分状态不可测或信息丢失问题。此时,联合设计成为有效途径。本文初步探索了一种分层架构,其中边缘估计终端负责预处理原始数据并转发,以减少能量消耗并提高交互可靠性。此架构使得我们能够最小化总代价并开展自适应调度与控律等联合设计。
这一范式不断涌现,将会带来丰富方法和应用范围扩大。在未来,我们将通过优化各环节来实现生产过程优质管理,使得工业网路在生产智能及信息中扮演越来越重要角色!