现场总线技术第三版课后题答案工业网络系统的感知者传输者和控制者的协同演绎挑战与进展之歌
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，它面临着多重挑战，如资源受限终端难以融合、复杂通信环境下的时间确定性与可靠性要求高以及在网络环境下信息交互耦合等。
为了应对这些挑战，我们需要综合利用控制理论与通信设计方法，形成自适应于系统动态和网络能力的新一代工业网路系统。要实现这一目标，我们必须清晰地表示感知-传输-控制三者之间相辅相成且相互制约的耦合关系，以揭示三者的相互作用并提升整体性能。
本文围绕一体化框架简述了工业网路系统内涵及特征，并分析了“感知-传输-控制一体化”面临的挑战及其关键问题。从非理想通信下异构分布式融合估计、面向感知与控制适变传输到复杂协同控制三个方面，本文综述了国内外研究现状及进展。
如何实现联合设计？过去，独立分离设计限制了整体性能提升，但恶劣环境导致状态不可测或信息丢失影响了性能。本文探索了一种初步的一体化设计，并提出了如图所示的分层架构。在这种架构中，可以最小化总代价并开展自适应调度与联合设计。
结论是，一体化设计使得感知支持控件提供信息，而传输保证实时可靠交互，最终提升协同能力。此阶段尚处于探索期，但随着学科发展，将会有新的范式出现，使应用范围扩大。而通过优化学节来实现生产过程智能将成为重要方向！
