Det finns en tendens att använda trådlös teknik i nätverksbaserade styrsystem. Radiokanalernas negativa egenskaper gör det dock svårt att utforma och implementera styrsystem i trådlösa miljöer. För att angripa osäkerheten i tillgängliga kommunikationsresurser i trådlösa styrsystem som är stängda över WLAN, utvecklas ett schema för adaptiv feedback (CLAFS) som utnyttjar samdesignen av kontroll och trådlös kommunikation. Genom att utnyttja crosslayer design, CLAFS justerar provtagningsperioderna av kontrollsystem på applikationsskiktet baserat på information om deadline miss ratio och överföringshastighet från det fysiska skiktet. Inom ramen för feedback schemaläggning maximeras kontrollprestanda genom att kontrollera deadline miss förhållandet. De viktigaste konstruktionsparametrarna för feedbackschemaläggaren är anpassade till dynamiska förändringar i kanalens tillstånd. En händelsedriven inklusionsmekanism för feedbackschemaläggaren utvecklas också. Simuleringsresultat visar att det föreslagna tillvägagångssättet är effektivt när det gäller att hantera variationer i kanalkapacitet och bullerstörningar, vilket ger en möjliggörande teknik för kontroll över WLAN. Sensorerna 2008, 8 4266 Med de senaste framstegen inom trådlös teknik drar trådlösa styrsystem (WCS) till sig allt större uppmärksamhet från både den akademiska världen och industrin [1] [2] [3] [4]. I en WCS är rumsligt fördelade noder av sensorer, regulatorer och/eller ställdon sammankopplade med trådlösa länkar. Användningen av trådlös teknik i kontrolltillämpningar har många fördelar jämfört med trådbundna nätverkskontrollsystem som är dominerande för närvarande. Till exempel möjliggör trådlösa nätverk flexibel installation och underhåll, mobil drift samt övervakning och kontroll av utrustning i farliga och svårtillgängliga miljöer. En annan viktig faktor som sätter igång utbyggnaden av trådlösa sensor- och aktuatornätverk är deras relativt billigare kostnader. Trådlös kommunikation ger dock upphov till nya utmaningar för analys och design av styrsystem. Trådlösa kanaler har negativa egenskaper, såsom banförlust, multi-path blekning, intilliggande kanalinterferens, Doppler skift, och halv-duplex verksamhet [1]. Även om traditionella trådbundna nät vanligtvis har fast kommunikationskapacitet, kan länkkapaciteten för trådlösa kanaler variera avsevärt över tiden [5] [6] [7]. Eftersom driften av trådlösa transceivrar är halv-duplex, kan trådlösa system inte stödja icke-destruktivt medium passerkontroll (MAC) protokoll. Ur kontrollsynpunkt medför kommunikationsnät problem i samband med förseningar, paketförluster och jitters. Jämfört med trådlinjer gör trådlösa länkar dessa problem mer uttalade [8, 9]. Till exempel bit felfrekvensen för en trådlös kanal är normalt flera gånger högre än för en trådbunden anslutning [10]. Dessa fenomen försämrar kvaliteten på kontrollen (QoC), eller till och med orsaka systeminstabilitet under extrema omständigheter [5, 11]. WCS-området är fortfarande i sin linda. Olika trådlösa teknikers lämplighet för kontrolltillämpningar har studerats genom både simuleringar [12] [13] [14] och experiment [7, 10, 15]. Ett antal förslag har lagts fram om ändring av etablerade kommunikationsmekanismer för trådlösa nät för att uppnå realtidsgarantier, t.ex. [16, 17]............................................. Några andra forskare, främst från kontrollgruppen, försöker designa regulatorer robusta till temporal icke-determinism av trådlösa nätverk, till exempel [6, 18]. I motsats till alla dessa dokument fokuserar detta arbete på samdesign av realtidskontroll och trådlös kommunikation. På grund av dess tvärvetenskapliga natur är denna samdesign komplicerad, med begränsade resultat rapporterade i litteraturen. Liu och Goldsmith [19] introducerade metoden för tvärskiktsdesign i WCS-designen och presenterade ett fyraskiktsramverk. Men en anpassning av provtagningsperioderna för kontrollslingor beaktas inte. Genom att studera inverkan av varierande blekning av trådlösa kanaler på kontrollprestanda föreslog Mostofi och Murray [5] att de regulatoriska parametrarna skulle anpassas dynamiskt med avseende på kanalförhållanden. En offline-strategi för att optimera den stationära prestandan hos ett linjärt styrsystem genom att gemensamt fördela kommunikationsresurser och inställningsparametrar för styrenheten presenteras i [20]. Olika metoder för att anpassa provtagningsperioderna under drift har utvecklats i t.ex. [10, 11, 21]............................................................. Alla dessa metoder är baserade på algoritmer med fasta parametrar. Följden blir att effekterna av olika kanalförhållanden, t.ex. förändringar i nätöverföringshastigheter, inte angrips. I vårt senaste arbete [3, 4, 9] presenterade vi flera designmetoder för styrsystem över trådlösa nätverk. En integrerad ram som justerar det maximala antalet tillåtna data vidaresändning försök och stämmor de controller parametrar ges i [22]. Olika metoder för dynamisk bandbreddstilldelning genom dynamisk justering
Xia m.fl. REF har utvecklat ett schema för överlagsanpassning av återkoppling för codesign-kontroll och trådlös kommunikation.
Cross-Layer Adaptive Feedback Scheduling of Wireless Control Systems
{'venue': 'Sensors, 8(7): 4265-4281, 2008', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Medicine']}