Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Система управления сетевой ( NCS ) представляет собой систему управления , в котором контуры управления закрыты через связи сети . Определяющей особенностью NCS является то, что сигналы управления и обратной связи обмениваются между компонентами системы в виде информационных пакетов через сеть.

Обзор [ править ]

Функциональность типовой NCS определяется использованием четырех основных элементов:

  1. Датчики , чтобы получить информацию,
  2. Контроллеры для принятия решений и команд,
  3. Приводы для выполнения команд управления и
  4. Коммуникационная сеть , позволяющая обмениваться информацией.

Наиболее важной особенностью NCS является то, что она соединяет киберпространство с физическим пространством, позволяя выполнять несколько задач на большом расстоянии. Кроме того, NCS исключают ненужную проводку, уменьшая сложность и общие затраты на проектирование и внедрение систем управления. Их также можно легко модифицировать или модернизировать, добавляя к ним датчики, исполнительные механизмы и контроллеры с относительно низкими затратами и без значительных изменений в их структуре. Кроме того, благодаря эффективному обмену данными между своими контроллерами, NCS могут легко объединять глобальную информацию для принятия интеллектуальных решений в больших физических пространствах.

Их потенциальные применения многочисленны и охватывают широкий спектр отраслей, таких как космические и наземные исследования, доступ в опасных средах, автоматизация производства, удаленная диагностика и устранение неисправностей, экспериментальные объекты, бытовые роботы, самолет, автомобили, мониторинг производственных предприятий, дома престарелых и телеоперации. В то время как потенциальные приложения NCS многочисленны, проверенных приложений немного, и реальная возможность в области NCS заключается в разработке реальных приложений, которые реализуют потенциал этой области.

Типы сетей связи [ править ]

Проблемы и решения [ править ]

Концепция iSpace

Появление и развитие Интернета в сочетании с преимуществами NCS привлекли интерес исследователей по всему миру. Наряду с преимуществами возникло несколько проблем, которые привели к возникновению многих важных исследовательских тем. Новые стратегии управления, кинематика приводов в системах, надежности и безопасности коммуникаций, распределение пропускной способности, развитии протоколов передачи данных, соответствующее обнаружение неисправностей и отказоустойчивые , стратегии управления, сбор информации в реальное время и эффективная обработка данных датчиков некоторые из относительные темы изучаются глубоко.

Включение коммуникационной сети в контур управления с обратной связью делает анализ и проектирование NCS сложным, так как это налагает дополнительные временные задержки в контурах управления или возможность потери пакетов. В зависимости от приложения задержки по времени могут серьезно ухудшить производительность системы.

Чтобы смягчить эффект задержки времени, Y. Tipsuwan и MY. Чоу из лаборатории ADAC в Университете штата Северная Каролина предложил методологию промежуточного программного обеспечения Gain Scheduler (GSM) и применил ее в iSpace. С. Мунир и У. Дж. Бук (Технологический институт Джорджии) использовали предсказатель Смита , фильтр Калмана и регулятор энергии для выполнения дистанционной работы через Интернет. [1] [2]

KC Lee, S. Lee и HH Lee использовали генетический алгоритм для разработки контроллера, используемого в NCS. Многие другие исследователи предложили решения с использованием концепций из нескольких областей управления, таких как надежное управление, оптимальное стохастическое управление , управление с прогнозированием модели, нечеткая логика и т. Д.

Более того, наиболее критичным и важным вопросом, связанным с проектированием распределенных NCS с последовательно возрастающей сложностью, является соответствие требованиям к надежности и надежности системы, гарантируя при этом высокую производительность системы в широком рабочем диапазоне. Это заставляет все больше внимания уделять сетевым методам обнаружения и диагностики неисправностей, которые необходимы для мониторинга производительности системы.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Лаборатория ADAC
  2. ^ iSpace

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Д. Христу-Варсакелис и В.С. Левин (ред.): Справочник по сетевым и встроенным системам управления, 2005. ISBN  0-8176-3239-5 .
  • Hespanha, JP; Naghshtabrizi, P .; Сюй, Ю. (2007). «Обзор последних результатов в сетевых системах управления». Труды IEEE . 95 (1): 138–162. CiteSeerX  10.1.1.112.3798 . DOI : 10.1109 / JPROC.2006.887288 . S2CID  5660618 .
  • Кеведо, Делавэр; Несич, Д. (2012). «Робастная устойчивость пакетного прогнозирующего управления нелинейными системами с возмущениями и марковскими потерями пакетов» (PDF) . Automatica . 48 (8): 1803–1811. DOI : 10.1016 / j.automatica.2012.05.046 .
  • Пинг.; Паризини, Т. (2011). «Сетевое прогнозирующее управление неопределенными нелинейными системами с ограничениями: рекурсивная выполнимость и анализ устойчивости между входами и состояниями». IEEE Transactions по автоматическому контролю . 56 (1): 72–87. DOI : 10.1109 / TAC.2010.2051091 . hdl : 10044/1/15547 . S2CID  14365396 .
  • С. Татиконда, Управление в условиях коммуникационных ограничений, докторская диссертация Массачусетского технологического института, 2000 г. http://dspace.mit.edu/bitstream/1721.1/16755/1/48245028.pdf
  • О. Имер, Оптимальное оценивание и управление в условиях ограничений сети связи, UIUC Ph.D. диссертация, 2005. http://decision.csl.uiuc.edu/~imer/phdsmallfont.pdf [ постоянная мертвая ссылка ]
  • YQ Wang, H. Ye и GZ Wang. Обнаружение неисправностей NCS на основе собственного разложения, адаптивной оценки и адаптивного порога. Международный журнал контроля , т. 80, нет. 12. С. 1903–1911, 2007.
  • М. Месбахи и М. Эгерштедт. Методы теории графов в многоагентных сетях, Princeton University Press, 2010. ISBN 978-1-4008-3535-5 . https://sites.google.com/site/mesbahiegerstedt/home 
  • Мартинс, Северная Каролина; Далех, Массачусетс; Элиа, Н. (2006). «Стабилизация обратной связи неопределенных систем при наличии прямой связи». IEEE Transactions по автоматическому контролю . 51 (3): 438–447. DOI : 10,1109 / tac.2006.871940 . S2CID  620399 .
  • Махаджан, А .; Мартинс, Северная Каролина; Rotkowitz, MC; Юксель, С. "Информационные структуры в оптимальном децентрализованном управлении". Труды конференции IEEE по принятию решений и контролю . 2012 : 1291–1306.
  • Dong, J .; Ким, Дж. (2012). "Метод обратной связи по выходу на основе цепей Маркова для стабилизации сетевых систем управления со случайными временными задержками и потерями пакетов". Международный журнал управления, автоматизации и систем . 10 (5): 1013–1022. DOI : 10.1007 / s12555-012-0519-х . S2CID  16994214 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Лаборатория автоматизации и управления расширенной диагностики (NCSU)
  • Структура совместного проектирования для интеграции связи, управления, вычислений и управления энергопотреблением в сетевые системы управления (проект обратной связи)