现场总线协议在工业网络系统中扮演着关键角色就像一位精通感知传输和控制的高手面对挑战与进展始终保持镇定

现场总线协议在工业网络系统中扮演着关键角色就像一位精通感知传输和控制的高手面对挑战与进展始终保持镇定

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。这类系统通过网络连接,实现了信息系统与工业物理过程的协同运行,使得生产更加优化、高效,对于推动工业制造的数字化转型至关重要。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互联的关键。此外,这些一体化设计面临诸多挑战,如资源受限条件下的异构终端融合难度高、复杂通信环境下时间确定性与传输可靠性的要求,以及在网络环境中进行信息交互耦合作用等。

为了应对这些挑战,我们必须综合利用控制理论与通信设计方法,以形成能够适应动态变化并且自适应于系统能力的新一代工业网络系统。要实现这一点,我们需要清晰地表达感知、传输和控制之间相辅相成但又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。

本文围绕着这项工作,首先简述了工业网络系统的一般特征,然后分析了“感知-传输-控制一体化”所面临的问题。我们从非理想通信下异构分布式融合估计、面向感知和控制适变传输以及在复杂网络环境中的协同控制三个方面,回顾了国内外研究现状。

接下来,本文探讨了一种新的联合设计方法,该方法结合了边缘计算技术,将原始感知数据预处理并进行过滤提取,以提高精度并减少冗余。在这种架构下,可以最小化总成本,并开展资源受限下的自适应调度与联合设计。

最后,本文指出了未来研究方向,即通过优化各个环节来实现更好的协同优化控室,以及如何使得这些进展应用到实际生产中去,从而促进行业发展。