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編者按：本論文主要從網(wǎng)絡(luò)控制的機遇；網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)化控制；網(wǎng)絡(luò)的控制與答理；對下控機系統(tǒng)及專委會工作的一此思考等進行講述，包括了網(wǎng)絡(luò)方面的新技術(shù)和產(chǎn)品迅速進入市場、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)一般是大范疇的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、需要面對網(wǎng)絡(luò)控制的挑戰(zhàn)、關(guān)注網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品，傳感網(wǎng)絡(luò)等的市場及應用等，具體資料請見：

論文關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的控制

論文摘要：網(wǎng)絡(luò)與控制的學科交叉研究與產(chǎn)品的研發(fā)是我們面臨的一個機遇與挑戰(zhàn)。在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的控制中都有不少問題可研討。

二十年前,面對計算機與控制交叉發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn),中國計算機學會工控機專委會(其前身:中國電子學會電子計算機專業(yè)委員會工業(yè)計算機學組)誕生。二十年后的今天,我們又面臨新的機遇與挑戰(zhàn),其特征之一就是,信息科學技術(shù)快速發(fā)展所引發(fā)的計算網(wǎng)絡(luò)與控制科學技術(shù)的交叉發(fā)展,本文簡稱為“網(wǎng)絡(luò)控制”對此#已有不少論述。本文只是簡要討論一些看法。

1網(wǎng)絡(luò)控制的機遇

近年來信息科學技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅猛，新思想、新技術(shù)相繼問世，網(wǎng)絡(luò)方面的新技術(shù)和產(chǎn)品迅速進入市場。而在經(jīng)歷一個大發(fā)展后，自動化及控制理論在其發(fā)展中也出現(xiàn)一此“困惑”，各國均十分關(guān)注自動化科學與技術(shù)面臨的機遇與挑戰(zhàn)。1986年IEEE與美國國家基金委專家高峰會發(fā)表“對控制的挑戰(zhàn)”一文;1990-1993年IFAC組織了“控制在工業(yè)中的應用而臨計算機的挑戰(zhàn)”調(diào)研……我國也十分重視這個問題:1999年宋健在IFAC大會報告:21世紀的控制;2002年中國國家自然科學基金委召開“中國自動化領(lǐng)域發(fā)展戰(zhàn)略高層學術(shù)討論會”在這此討論中，信息的控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對控制的沖擊等都是一個議題。維納《控制論》一書的副標題是:“關(guān)于在動物和機器中控制和通信的科學”;而在《控制論》第一版序言中他又指出“如果一門新的科學學科是真正有生命力的，它的引人興趣的中心就必須而且應該隨著歲月而轉(zhuǎn)移……因此，控制論學家應該繼續(xù)走向新的領(lǐng)域，應該把大部分注意力轉(zhuǎn)移到近十年發(fā)展的新的思想上去……”。從歷史上看，控制與通信確實是相互依存交叉發(fā)展的，而當今在“網(wǎng)絡(luò)的連通性無所不在”的形勢下，我們確有必要討論網(wǎng)絡(luò)對控制的挑戰(zhàn)是什么，信息的控制或網(wǎng)絡(luò)控制是否應該列為一個“引人興趣的中心”。

“網(wǎng)絡(luò)控制”的提法早已有過，而對其內(nèi)涵與外延井不十分統(tǒng)一，我們覺得網(wǎng)絡(luò)控制泛指通信網(wǎng)絡(luò)與控制科學技術(shù)的交叉以及相應的產(chǎn)品。主要包括兩個方面的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的控制與管理，網(wǎng)絡(luò)主要是做為技術(shù)手段或環(huán)境#而控制對象是傳統(tǒng)的對象（如電機、化工過程、航天……）也包括交通服務等系統(tǒng)。本文簡稱為”網(wǎng)絡(luò)化控制”"網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身的控制與管理。信息與網(wǎng)絡(luò)成為控制的對象，而采用控制的手段來滿足用戶的要求。本文簡稱為“網(wǎng)絡(luò)的控制”。這也可以說是從兩個視角來研究網(wǎng)絡(luò)控制。我們在網(wǎng)絡(luò)控制的這兩個視角上都面臨機遇與挑戰(zhàn)，前者延伸了諸如數(shù)字控制。計算機控制等的概念，而后者則延伸了電機控制，機床控制等的概念。

2網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)化控制

網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)化控制有多種提法，如TelematicSys-terns，NetworkedSystems，NetworkedControlSystems(NCS)，IntegratedCommunicationandControlSystems(ICCS通信與控制系統(tǒng))等，其內(nèi)涵各有所側(cè)重，但有共同點:是依靠網(wǎng)絡(luò)(主要是計算機網(wǎng)絡(luò))組成的分布式系統(tǒng);具有資源共享、集成自動化、協(xié)調(diào)下作等特點，從應用角度可包括:網(wǎng)絡(luò)化控制、網(wǎng)絡(luò)化制造、電子政務、電子商務、數(shù)字家庭、大型電網(wǎng)、城市交通、軍事上的41SR指揮、控制、通信、計算機以及情報、監(jiān)視、偵察)等?？梢允窍聵I(yè)對象也可以是服務業(yè)或其他對象。

網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)一般是大范疇的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，從功能層次上可包括企業(yè)網(wǎng)的外聯(lián)網(wǎng)[xtranet，企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)Intranet,控制網(wǎng)、傳感網(wǎng)等，從網(wǎng)絡(luò)類型上也可以說包括因特網(wǎng)、無線移動通信、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在控制領(lǐng)域的’泛且深入的應用，必然引起網(wǎng)絡(luò)與控制交叉學科的發(fā)展，或者引起ThomasKahn在“TheStrutureofScientificRevolutions”中指出的在控制領(lǐng)域的范例轉(zhuǎn)移(ParadigmShift)或出現(xiàn)從連續(xù)時間控制理論到離散時間控制理論的發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)化控制與管理系統(tǒng)，可以不同程度地實現(xiàn)各層次自動化系統(tǒng)的集成使企業(yè)在企業(yè)協(xié)作、資源共享、提高效率、增強市場競爭能力等方面得到好處;同時，網(wǎng)絡(luò)的引入必然帶來信息傳輸時延，延時的抖動信息(數(shù)抓包)去失等問題，也必將引發(fā)一此研究課題，包括:網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下復雜系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制;基于連續(xù)時間和基于事件控制理論(在網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中的)的應用與發(fā)展;各種網(wǎng)絡(luò)化應用系統(tǒng)的建模與分析;基于網(wǎng)絡(luò)計算和網(wǎng)絡(luò)存儲的分布控制;網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的信息女全，現(xiàn)場總線，工業(yè)以太網(wǎng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)等等，從某種意義說工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的發(fā)展必須定位于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，從網(wǎng)絡(luò)控制著手。

3網(wǎng)絡(luò)的控制與答理

網(wǎng)絡(luò)的控制，基于網(wǎng)絡(luò)的控制(Network一BasedControl)或網(wǎng)絡(luò)空間中的控制問題是自接涉及到網(wǎng)絡(luò)木身的控制問題，這里控制的對象是信息、數(shù)抓、網(wǎng)絡(luò)……。在自動化科學發(fā)展的歷史中，自動控制的對象是不斷發(fā)展變化的，這種發(fā)展體現(xiàn)了自動化科學理論與實際相結(jié)合，學科交叉和與時俱進的特性，從某種意義上說控制論的著眼點是信息與控制或信息的控制而網(wǎng)絡(luò)的控制是信息的控制中的重要內(nèi)容。

網(wǎng)絡(luò)的控制或基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)在資源共享提高網(wǎng)絡(luò)服務質(zhì)量，實現(xiàn)集成自動化和整體優(yōu)化以及和諧人機協(xié)調(diào)等方而都有優(yōu)勢或潛力;由于網(wǎng)上的傳輸時延，數(shù)抓包去失，以及用戶對網(wǎng)絡(luò)服務質(zhì)量的不同需求等，引出了網(wǎng)絡(luò)的控制中一系列研究課題。涉及相關(guān)的協(xié)議，系統(tǒng)的控制策略，穩(wěn)定性、魯棒性、算法的收斂性以及控制系統(tǒng)產(chǎn)品化等問題。

以復雜媒體網(wǎng)絡(luò)的控制為例，復雜媒體可視為一個廣義的系統(tǒng)，其所究內(nèi)容包括信息結(jié)構(gòu)、復雜媒體的管理.、服務質(zhì)量(QOS)控制，流量控制等。例如，在流媒體系統(tǒng)中，可以利用自適應等控制策略使用戶在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境卜享受到盡可能好的QoS保證。1999年，木尼迪克特(Bendidt)提出了“網(wǎng)絡(luò)空間”（Cyberspace)的概念，稱這種“由計算機支持，由計算機進入和由計算機產(chǎn)生的全球網(wǎng)絡(luò)化，是多維度的，人造或‘慮擬’的真實。它是真實的，每一臺計算機都是一個窗口;它是慮擬的，所看到的或所聽到的既不是物質(zhì)也不是物質(zhì)的表現(xiàn)，相反它們都是純粹的數(shù)抓或信息組成的”?？梢哉f，它是介于慮擬和現(xiàn)實之間的特殊空間，即“網(wǎng)絡(luò)空間”，由此而可能發(fā)展網(wǎng)絡(luò)科學。網(wǎng)絡(luò)空間有許多控制和答理問題，有人稱之為“慮擬控制”或網(wǎng)絡(luò)的控制。近年來，關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)、智能網(wǎng)、網(wǎng)格等的討論也較多，網(wǎng)格（Grid)一般認為是繼傳統(tǒng)因特網(wǎng)、Web之后的第三代因特網(wǎng)其主旨是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的全而連通，在氣象、能源、教育以及企業(yè)信息化中都有廣’泛應用。美國《福布斯特》雜志預期網(wǎng)格技術(shù)到2020年將產(chǎn)生年產(chǎn)伯20萬億美元的大下業(yè)。在網(wǎng)格中分布資源管理與控制、資源共享、網(wǎng)格監(jiān)控以及系統(tǒng)女全等方而的研究都是受人關(guān)汁的四。有人建議，在網(wǎng)格的體系上要體現(xiàn)服務第一，協(xié)議第一的觀念。另外，在下一代網(wǎng)關(guān)中，可能會將大部分控制功能(呼叫控制、接入控制、資源控制、服務質(zhì)量控制等)統(tǒng)一交由一個控制層來完成?？梢?，網(wǎng)絡(luò)的控制及管理.是日益受到重視，控制的一此基本概念，控制策略和控制理論不能簡的一地搬用到網(wǎng)絡(luò)的控制中，但應可以在網(wǎng)絡(luò)的控制中得到發(fā)展。

以網(wǎng)絡(luò)為控制對象的網(wǎng)絡(luò)控制所要解決的主要是用戶對網(wǎng)絡(luò)各種服務質(zhì)量:需求與網(wǎng)絡(luò)資源間的矛盾與協(xié)調(diào)。從信息傳送結(jié)構(gòu)上講，可以在核心網(wǎng)上增強控制功能;也可以在邊緣網(wǎng)上引入系統(tǒng)與控制的方法。在這此系統(tǒng)建模與分析中，多會遇到系統(tǒng)規(guī)模大、異構(gòu)件、時變性、人機協(xié)調(diào)、隨機性等問題、在已見的一此研究成果中，排隊論、小波分析、自適應、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、混雜系統(tǒng)等理論與方法都有應用。在因特網(wǎng)或非實時局域網(wǎng)的控制系統(tǒng)中，離散控制時間的確定性或定常性已不存在，要發(fā)展網(wǎng)絡(luò)控制理論或改造經(jīng)典的方法或按離散事件動力學考慮新途徑，學科交叉研究勢在必行。

4對下控機系統(tǒng)及專委會工作的一此思考

二十年前，在個人計算機(PC)技術(shù)成熱并大舉進入市場之際，我們成立了工業(yè)控制計算機專業(yè)委員會，在學術(shù)交流、產(chǎn)品研發(fā)等方面做了許多工作，得到了廣泛的認可。當前，信息網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，而對網(wǎng)絡(luò)控制等的機遇，工控機系統(tǒng)的研發(fā)人員應多交流討論。各種工控機系統(tǒng)，現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)，分布控制系統(tǒng)，傳感器仍是工業(yè)自動化與下控機的主要課題，而網(wǎng)絡(luò)控制的機遇與挑戰(zhàn)也是專委會需認真思考的:

1)當前，我國在網(wǎng)絡(luò)化控制(網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化制造……)方面的研究與產(chǎn)品研發(fā)已有一此成果，尚待深入與普及;而在網(wǎng)絡(luò)的控制方而的研究下作剛剛開始。我們可能需要在理論探索、技術(shù)研究以及協(xié)議（標準)制定、產(chǎn)品研發(fā)等層面上挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)控制的機遇。

2)需要面對網(wǎng)絡(luò)控制的挑戰(zhàn)，加強計算機、通信網(wǎng)絡(luò)、自動控制等學術(shù)交叉性的研討，可與兄弟專委會聯(lián)合組織。計算機、通信網(wǎng)絡(luò)、自動控制等不同專業(yè)背景的人員在從事網(wǎng)絡(luò)控制這類學科交叉研究中，往往有不同的思路、視角、方法或切入點，其成果也各有特色。多交流互補是大有益處的。

3)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品，傳感網(wǎng)絡(luò)等的市場及應用，應有一此自主開發(fā)的產(chǎn)品或典型應用領(lǐng)域。

4)加強與國外及港奧臺同行的交流與合作。