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Profibus现场总线巧妙编织每一
工业网络系统:融合控制与信息通信的动态体,通过高效结合自动化、计算机技术和通信网络,实现了工业物理过程与信息系统的协同,使得生产更加优化流程简化效率最大。这种集成感知传输控制功能的系统,以其结构网络化、现场控制和功能分散为特点,是构建智能互联工业信息物理系统的关键。然而,这种一体化设计面临诸多挑战,如异构终端融合难度大、复杂环境下时间确定性与可靠性要求高等问题。为了应对这些挑战,我们需要综合应用控制理论、通信理论和感知技术,将实时可靠泛在通信与敏捷精确协同控制相结合,发展出能够适应动态变化和网络能力的一代新型工业网络。
为了实现这一目标,我们必须清晰地理解感知传输控制之间复杂耦合关系,为揭示三者的相互作用奠定基础。本文围绕感知-传输-控制一体化框架,从非理想通信下的分布式融合估计、面向感知和控制的适变传输以及复杂环境下的协同控制三个方面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。而恶劣条件下不可测状态和数据丢失影响了性能。这促使探索了一体化设计。在本文中,我们提出了一种分层架构,其中边缘估计终端负责预处理原始数据并减少能量消耗。此架构可以最小化总代价并开展资源调度与自适应律设计。
这项工作开启了一条新的道路,使得我们能够更好地理解如何通过一个统一框架来增强Industrial Network System(INS)的协作能力,并将其应用于未来智能制造领域。随着交叉学科领域不断发展,一体化范式将继续进步,其方法会变得更加丰富,并且范围将扩大至更多行业应用中!