Сетевая система управления

редактировать

A Сетевая система управления (NCS ) - это система управления, в которой контуры управления замыкаются через коммуникационную сеть. Определяющей особенностью NCS является то, что сигналы управления и обратной связи обмениваются между компонентами системы в форме информационных пакетов через сеть.

Содержание

  • 1 Обзор
    • 1.1 Типы сетей связи
    • 1.2 Проблемы и решения
    • 1.3 Ссылки
  • 2 Дополнительная литература
  • 3 Внешние ссылки

Обзор

Функциональность типичного NCS определяется использованием четырех основных элементов:

  1. Датчики для сбора информации,
  2. Контроллеры, для принятия решений и команд,
  3. Исполнительные механизмы, для выполнения команд управления и
  4. Коммуникационная сеть, для обеспечения обмена 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, снижая 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 низкой стоимостью и без существенных 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 установки, бытовые роботы, самолет, автомобили, производство мониторинг растений, дома престарелых и удаленные операции. 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

  • Fieldbus, например CAN, LON и т. Д.
  • IP / Ethernet
  • Беспроводные сети, например Bluetooth или ZigBee или Zwave. Термин (WNCS) часто используется в этой связи.

Проблемы и решения

Концепция iSpace

Появление и развитие Интернета в сочетании с преимуществами, предоставляемыми 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 исполнительных механизмов в системах, надежность и безопасность связи, распределение полосы пропускания, разработка протоколов передачи данных, соответствующие стратегии обнаружения неисправностей и отказоустойчивые стратегии управления, реальные- сбор информации о времени и эффективная обработка данных датчиков - некоторые из относительных тем, изучаемых глубоко.

Включение сети связи в обратную связь контур управления делает анализ и проектирование комплекса NCS, 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, Я. Типсуван и М-И. Чоу из лаборатории ADAC в Университете штата Северная Каролина предложил методологию (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.

K.C. Ли, С. Ли и Х. Х. Ли использовали генетический алгоритм для разработки контроллера, используемого в NCS. Многие другие исследователи предложили решения, используя концепции из нескольких областей управления, таких как надежное управление, оптимальное стохастическое управление, управление с прогнозированием модели, нечеткая логика и т. Д.

Более того, наиболее критическая и важная проблема, связанная с Проектирование распределенных СКУ с постоянно возрастающей сложностью призвано удовлетворить требования к надежности и надежности системы, гарантируя при этом высокую производительность системы в широком рабочем диапазоне. Это заставляет уделять все больше внимания сетевым методам обнаружения и диагностики неисправностей, которые необходимы для мониторинга производительности системы.

Ссылки

Дополнительная литература

  • D. Hristu-Varsakelis и W. S. Levine (Ed.): Handbook of Networked and Embedded Control Systems, 2005. ISBN 0-8176-3239-5.
  • Hespanha, J.P.; 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.
  • Quevedo, D.E.; 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.
  • Пин, G.; Паризини, Т. (2011). «Сетевое прогнозирование управления 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.
  • S. 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 при ограничениях сети связи, UIUC Ph.D. диссертация, 2005. http://decision.csl.uiuc.edu/~imer/phdsmallfont.pdf
  • Ю. Q. Wang, H. Ye и G. Z. Wang. Обнаружение неисправностей NCS на основе собственного разложения, адаптивной оценки и адаптивного порога. Международный журнал контроля, вып. 80, нет. 12. С. 1903–1911, 2007.
  • М. Месбахи и М. Эгерштедт. Теоретико-графические методы в многоагентных сетях, Princeton University Press, 2010. ISBN 978-1-4008-3535-5. https://sites.google.com/site/mesbahiegerstedt/home
  • Мартинс, Н.К.; Dahleh, M. A.; 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.; Martins, N.C.; Rotkowitz, M.C.; Юксель, С. "Информационные структуры в оптимальном децентрализованном управлении". Материалы конференции IEEE по принятию решений и контролю. 2012 : 1291–1306.
  • Донг, Дж.; 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-x. S2CID 16994214.

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-31 04:57:45
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте