在工业网络系统的深渊中总线究竟是什么它是如何感知传输和控制的秘密我们即将揭开探索一体化技术的挑战与进

  • 学术交流
  • 2024年12月21日
  • 工业网络系统,是融合了自动控制、计算机技术和通信网络技术的一种动态系统。这种系统通过网络实现了信息系统与工业物理过程的协同,达到生产最优化、流程简化、效率最大化,对于促进工业制造数字化、网络化和智能化发展至关重要。 这种一体化设计集成了感知功能,即对环境进行监测;适变传输功能,即根据需要实时调整数据传输;以及协同控制功能,即确保所有部分工作在最佳状态。这种设计具有结构网络性

在工业网络系统的深渊中总线究竟是什么它是如何感知传输和控制的秘密我们即将揭开探索一体化技术的挑战与进

工业网络系统,是融合了自动控制、计算机技术和通信网络技术的一种动态系统。这种系统通过网络实现了信息系统与工业物理过程的协同,达到生产最优化、流程简化、效率最大化,对于促进工业制造数字化、网络化和智能化发展至关重要。

这种一体化设计集成了感知功能,即对环境进行监测;适变传输功能,即根据需要实时调整数据传输;以及协同控制功能,即确保所有部分工作在最佳状态。这种设计具有结构网络性、高度现场性和功能分散性等优点,是实现工业信息物理系统智能互联的核心。

然而,这种设计面临诸多挑战,如资源受限条件下的异构终端难以融合,复杂多变的通信环境要求高时间确定性和传输可靠性,以及在网络环境下信息与控制交互耦合的问题等。

为了应对这些挑战,分析与设计必须满足工业对实时可靠泛在通信和敏捷精确协同控制需求,并结合控制理论与通信网路设计方法,以形成自适应于系统动态能力的一代新的工业网络体系。

要实现这一体整合框架,我们必须清晰地表示感知-传输-控制三者之间相辅相成但又相互制约关系,为揭示三者的相互作用并提升整个性能奠定基础。这篇文章围绕这一框架,从非理想通信下异构分布式融合估计到面向感知及控目的适变传输,再到复杂环境下的协同控管策略进行分析,同时也回顾了国内外研究现状及其进展。

本文首次探索了一体整合解决方案,提出了如图所示的一系列分层架构。在底层部署边缘预处理终端,将原始数据先行预处理,然后转发,以减少能量消耗降低冲突概率。此外,每个簇内部设立一个边缘计算节点,对接收到的原始数据进行过滤提取以提高精度,并将局部估计值送往中心节点。这使得我们能够最小化总代价并开展资源调度与自适应律联合设计。

最后,本文指出虽然目前仍处于探索阶段,但随着跨学科领域不断取得新进展,一体整合范式会不断涌现,其应用范围也将逐步扩大。而通过优化学各环节来实现行业级别优控,将成为未来研究方向之一,不仅如此,这些创新还将推动行业进一步走向智能互联时代!

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