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无线网络化控制系统:简要介绍及最新进展
1
作者
刘晚春
李永会
《工矿自动化》
北大核心
2025年第1期1-10,共10页
无线网络化控制系统(WNCS)将无线通信技术与控制系统深度融合,成为物联网(IoT)、工业物联网(IIoT)及触觉互联网(TI)的重要组成部分。系统性地讨论了WNCS的基本架构、关键组成和主要性能指标,并深入分析了应对延迟、数据包丢失和能耗等...
无线网络化控制系统(WNCS)将无线通信技术与控制系统深度融合,成为物联网(IoT)、工业物联网(IIoT)及触觉互联网(TI)的重要组成部分。系统性地讨论了WNCS的基本架构、关键组成和主要性能指标,并深入分析了应对延迟、数据包丢失和能耗等挑战的先进控制算法,包括模型预测控制(MPC)、鲁棒控制、自适应控制及基于事件触发的控制(ETC)。总结了WNCS最新研究进展,如延迟、数据速率和可靠性之间的权衡,带有可变数据包长度的无线反馈控制,无编码数据传输,最优下行-上行调度,实时远程估计与混合自动重传请求(HARQ),空中计算与优化,远程状态估计的稳定性条件,深度学习联合估计-控制-调度。展望了WNCS未来发展方向,如5G、边缘计算和人工智能(AI)技术在WNCS中的应用,包括跨层设计、资源优化和安全性增强。研究旨在提供系统全面的技术指导和设计理念,以推动WNCS在工业自动化、智能基础设施等领域的广泛应用。
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关键词
无线网络化控制系统
模型预测
控制
网络
物理
系统
工业物联网
无线
通信
控制
系统
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职称材料
基于估计的无线网络化控制系统逼近控制策略
2
作者
梁启鹏
朱巧慧
+1 位作者
康宇
赵云波
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期327-334,共8页
通过对闭环延时特性未知的无线网络化控制系统进行控制策略设计和系统分析,提出了一种基于估计的逼近控制策略,在保证系统稳定性的同时以一种实际可行的方式利用了延时特性.该策略首先利用延时特性估计器在线测量延时得到闭环延时特性估...
通过对闭环延时特性未知的无线网络化控制系统进行控制策略设计和系统分析,提出了一种基于估计的逼近控制策略,在保证系统稳定性的同时以一种实际可行的方式利用了延时特性.该策略首先利用延时特性估计器在线测量延时得到闭环延时特性估计,然后逼近控制器使用此估计得到控制量.在此基础上,设计了延时抖动检测器,使控制策略自适应延时特性抖动.在设计的控制策略下,得到了保证闭环系统均方最终一致有界的充分条件和控制增益计算方法.通过数值仿真验证了控制策略的有效性.
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关键词
无线网络化控制系统
延时特性估计
马尔可夫跳变
系统
逼近
控制
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职称材料
基于动态信道切换的无线网络化控制系统的资源调度策略
被引量：
1
3
作者
郝小梅
赵云波
《高技术通讯》
CAS
2023年第9期973-980,共8页
本文针对通信网络中存在竞争和非竞争信道的无线网络化控制系统(WNCS),提出了一种基于估计器的信道选择策略,在保证控制系统稳定性的同时尽可能地节约了宝贵的非竞争信道资源。在无线网络化控制系统中,控制信号通过竞争信道传输时可能...
本文针对通信网络中存在竞争和非竞争信道的无线网络化控制系统(WNCS),提出了一种基于估计器的信道选择策略,在保证控制系统稳定性的同时尽可能地节约了宝贵的非竞争信道资源。在无线网络化控制系统中,控制信号通过竞争信道传输时可能发生数据包丢失,导致执行器无法收到实时的控制信号。而传感器端未知控制信号的实际传输情况,因而也无法得知每个时刻执行器所使用的控制信号。针对这种情况,本文首先设计了估计器来估计执行器端上一时刻实际使用的控制信号,再通过信道选择策略来约束执行器端使用控制信号的误差。最后,在所提信道选择策略下设计控制器来保证控制系统稳定。本文通过数值仿真验证了所提算法的有效性。
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关键词
无线网络化控制系统
(WNCS)
网络
资源
动态信道切换
估计器
控制
信号误差
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职称材料
基于优先级预测器的无线网络化控制系统的动态传输策略
4
作者
闫文晓
赵云波
《高技术通讯》
CAS
2023年第12期1286-1294,共9页
本文针对无线通信网络中存在丢包的多包传输无线网络化控制系统(WNCSs),提出了一种基于预测器的动态传输策略,在几乎不增加信道资源占用的情况下显著提升系统稳定性。在多包传输的无线网络化控制系统中,由于通信资源的限制,传感器到控...
本文针对无线通信网络中存在丢包的多包传输无线网络化控制系统(WNCSs),提出了一种基于预测器的动态传输策略,在几乎不增加信道资源占用的情况下显著提升系统稳定性。在多包传输的无线网络化控制系统中,由于通信资源的限制,传感器到控制器间的数据传输中出现丢包问题,影响控制系统性能。针对这个问题,本文首先设计了优先级预测器来预测下一时刻每个传感器数据对系统稳定性的影响,帮助系统决策每个传感器的发送优先级;再通过传输调节器对不同优先级传感器补偿相应的随机退避时间上限,进而让优先级高的传感器在随机退避的方式下优先传输;然后在此策略下设计控制器使系统稳定;最后通过数值仿真验证了本文策略的有效性。
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关键词
无线网络化控制系统
(WNCS)
多包传输
丢包
预测器
动态传输策略
指数稳定
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职称材料
题名
无线网络化控制系统:简要介绍及最新进展
1
作者
刘晚春
李永会
机构
悉尼大学电气与信息工程学院
出处
《工矿自动化》
北大核心
2025年第1期1-10,共10页
文摘
无线网络化控制系统(WNCS)将无线通信技术与控制系统深度融合,成为物联网(IoT)、工业物联网(IIoT)及触觉互联网(TI)的重要组成部分。系统性地讨论了WNCS的基本架构、关键组成和主要性能指标,并深入分析了应对延迟、数据包丢失和能耗等挑战的先进控制算法,包括模型预测控制(MPC)、鲁棒控制、自适应控制及基于事件触发的控制(ETC)。总结了WNCS最新研究进展,如延迟、数据速率和可靠性之间的权衡,带有可变数据包长度的无线反馈控制,无编码数据传输,最优下行-上行调度,实时远程估计与混合自动重传请求(HARQ),空中计算与优化,远程状态估计的稳定性条件,深度学习联合估计-控制-调度。展望了WNCS未来发展方向,如5G、边缘计算和人工智能(AI)技术在WNCS中的应用,包括跨层设计、资源优化和安全性增强。研究旨在提供系统全面的技术指导和设计理念,以推动WNCS在工业自动化、智能基础设施等领域的广泛应用。
关键词
无线网络化控制系统
模型预测
控制
网络
物理
系统
工业物联网
无线
通信
控制
系统
Keywords
wreless networked control systems
model predictive control
cyber-physical system
industrial Internet of things
wireless communication
control system
分类号
TD655 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
基于估计的无线网络化控制系统逼近控制策略
2
作者
梁启鹏
朱巧慧
康宇
赵云波
机构
浙江工业大学信息工程学院
中国科学技术大学自动化系
出处
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期327-334,共8页
基金
the National Key Research and Development Program of China(2018AAA0100801)
the National Natural Science Foundation of China(62173317)
the Key Research and Development Program of Anhui(202104a05020064).
文摘
通过对闭环延时特性未知的无线网络化控制系统进行控制策略设计和系统分析,提出了一种基于估计的逼近控制策略,在保证系统稳定性的同时以一种实际可行的方式利用了延时特性.该策略首先利用延时特性估计器在线测量延时得到闭环延时特性估计,然后逼近控制器使用此估计得到控制量.在此基础上,设计了延时抖动检测器,使控制策略自适应延时特性抖动.在设计的控制策略下,得到了保证闭环系统均方最终一致有界的充分条件和控制增益计算方法.通过数值仿真验证了控制策略的有效性.
关键词
无线网络化控制系统
延时特性估计
马尔可夫跳变
系统
逼近
控制
Keywords
wireless network control systems
delay characteristics estimation
Markov jump system
approximating controller
分类号
TP391.8 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于动态信道切换的无线网络化控制系统的资源调度策略
被引量：
1
3
作者
郝小梅
赵云波
机构
浙江工业大学信息工程学院
出处
《高技术通讯》
CAS
2023年第9期973-980,共8页
基金
科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目(2018AAA0100801)
国家自然科学基金面上项目(62173317)
安徽省重点研发计划(202104a05020064)资助项目。
文摘
本文针对通信网络中存在竞争和非竞争信道的无线网络化控制系统(WNCS),提出了一种基于估计器的信道选择策略,在保证控制系统稳定性的同时尽可能地节约了宝贵的非竞争信道资源。在无线网络化控制系统中,控制信号通过竞争信道传输时可能发生数据包丢失,导致执行器无法收到实时的控制信号。而传感器端未知控制信号的实际传输情况,因而也无法得知每个时刻执行器所使用的控制信号。针对这种情况,本文首先设计了估计器来估计执行器端上一时刻实际使用的控制信号,再通过信道选择策略来约束执行器端使用控制信号的误差。最后,在所提信道选择策略下设计控制器来保证控制系统稳定。本文通过数值仿真验证了所提算法的有效性。
关键词
无线网络化控制系统
(WNCS)
网络
资源
动态信道切换
估计器
控制
信号误差
Keywords
wireless networked control system(WNCS)
network resources
dynamic channel switching
estimator
control signal error
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于优先级预测器的无线网络化控制系统的动态传输策略
4
作者
闫文晓
赵云波
机构
浙江工业大学信息工程学院
出处
《高技术通讯》
CAS
2023年第12期1286-1294,共9页
基金
科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目(2018AAA0100801)
国家自然科学基金面上项目(62173317)
安徽省重点研发计划(202104a05020064)资助项目。
文摘
本文针对无线通信网络中存在丢包的多包传输无线网络化控制系统(WNCSs),提出了一种基于预测器的动态传输策略,在几乎不增加信道资源占用的情况下显著提升系统稳定性。在多包传输的无线网络化控制系统中,由于通信资源的限制,传感器到控制器间的数据传输中出现丢包问题,影响控制系统性能。针对这个问题,本文首先设计了优先级预测器来预测下一时刻每个传感器数据对系统稳定性的影响,帮助系统决策每个传感器的发送优先级;再通过传输调节器对不同优先级传感器补偿相应的随机退避时间上限,进而让优先级高的传感器在随机退避的方式下优先传输;然后在此策略下设计控制器使系统稳定;最后通过数值仿真验证了本文策略的有效性。
关键词
无线网络化控制系统
(WNCS)
多包传输
丢包
预测器
动态传输策略
指数稳定
Keywords
wireless networked control system(WNCS)
multi-packet transmission
packet dropout
predictor
dynamic transmission strategy
exponential stability
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
无线网络化控制系统:简要介绍及最新进展
刘晚春
李永会
《工矿自动化》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
2
基于估计的无线网络化控制系统逼近控制策略
梁启鹏
朱巧慧
康宇
赵云波
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于动态信道切换的无线网络化控制系统的资源调度策略
郝小梅
赵云波
《高技术通讯》
CAS
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
基于优先级预测器的无线网络化控制系统的动态传输策略
闫文晓
赵云波
《高技术通讯》
CAS
2023
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