工业网络系统的感知-传输-控制一体化面对can总线常见七大挑战智慧进展不懈
工业网络系统：融合控制与信息通信的智慧体。这种系统将自动化技术、计算机技术和通信网络技术深度结合，通过网络实现了信息系统与物理过程的协同，促进了制造业数字化、网络化和智能化发展。这类系统集成了感知功能、适应性传输和协同控制，有着高度的结构化、现场集中及功能分散等优势，是实现工业信息物理系统智能互联的关键。不过，感知-传输-控制一体设计面临诸多挑战，如异构终端融合难题、复杂环境下的时间确定性和可靠性的要求，以及在网络环境下的交互耦合等。
为了克服这些挑战，我们需要综合利用控制理论、通信理论以及计算科学，以便形成能够适应动态变化和自我优化的一代工业网络。实现这一目标，我们必须清晰地表达三者之间相辅相成且相互制约的耦合关系，以揭示它们间的相互作用并提升整体性能。
本文围绕感知-传输-控制一体框架，从简述其内涵及特征开始，再分析该框架所面临的问题，并从非理想通信下分布式融合估计、中介传输对感知与控制支持，以及复杂环境中的协同控制三个方面总结国内外研究现状。文章还探索了一种新的联合设计方法，将图1中的框架作为基础，并提出如图2所示的分层架构以提高实时性和可靠性。
最后，本文指出尽管联合设计领域仍处于探索阶段，但随着各学科快速发展，这个领域将迎来更多新进展。未来“感知-传输-控制一体”范式会不断演变，而协同优化策略也会变得更加丰富，这将推动工业网路系统在生产过程中发挥更大的作用。
