工业网络系统的感知-传输-控制一体化挑战与进展像一位精明的工匠用can总线和ethercat这两种不
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。这类系统通过高度融合,实现了信息与物理过程的协同,使得生产最优化、流程简化、效率最大化,对于促进制造业数字化、网络化和智能化发展至关重要。感知-传输-控制一体性是其核心特点,但面临挑战,如资源受限终端难以融合,以及在复杂环境下的时间确定性与可靠性要求。
为了应对这些挑战,我们需要综合利用理论,结合控制优化与通信设计,以形成自适应于动态变化的新型工业网络。三者之间的耦合关系必须清晰表示,为提升整体性能奠定基础。本文围绕这一框架,分析了“感知-传输-控制一体”面临的问题,并从非理想通信下异构分布式融合估计、适变传输以及复杂系统协同控制等方面,总结了国内外研究现状。
实现联合设计,我们可以采用图2所示分层架构,其中边缘估计终端负责预处理数据并进行信息转发,以减少能量消耗和冲突。此外,每个簇部署一个边缘估计终端,并使用边缘计算技术提取有用的信息。这种架构可以最小化感知-传输-控制总代价,并开展自适应资源调度与控制律的联合设计。
通过感知提供信息支撑、传输实现实时交互,以及控制提供稳定决策,这种一体性的设计提升了工业网络协同能力。但目前研究仍处探索阶段,与交叉学科发展同步,将不断涌现新的范式和方法应用范围将扩大。