CN112438037A - 控制系统以及控制方法 - Google Patents
控制系统以及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112438037A CN112438037A CN201980046058.0A CN201980046058A CN112438037A CN 112438037 A CN112438037 A CN 112438037A CN 201980046058 A CN201980046058 A CN 201980046058A CN 112438037 A CN112438037 A CN 112438037A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control
- communication
- delay
- processing
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
- G05B19/0421—Multiprocessor system
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/25—Pc structure of the system
- G05B2219/25232—DCS, distributed control system, decentralised control unit
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C13/00—Arrangements for influencing the relationship between signals at input and output, e.g. differentiating, delaying
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Programmable Controllers (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Computer And Data Communications (AREA)
Abstract
一种控制系统,具有:对控制对象装置进行控制的控制部;以及进行所述控制对象装置和所述控制部之间的通信中的通信处理的至少1个通信处理部,其中,所述通信处理部逐次地对所述通信处理中的处理时间进行计量,逐次地对表示所计量的所述处理时间的延时信息向所述控制部输出,所述控制部从全部的所述通信处理部分别逐次地取得所述延时信息,利用所取得的所述延时信息,逐次地对编入到控制所述控制对象装置的控制算法中的延时信息进行更新。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统以及控制方法。
背景技术
在网络中产生的通信的延时(以下,称为“网络延时”)有时会对经由网络的IoT(Internet of Things;物联网)终端的实时控制中的控制性能产生不良影响。例如,存在由于控制性能下降而导致控制系统需要较长时间才能稳定、IoT终端不能进行控制等的状况。
一般地,控制对象的IoT终端(以下,称为“控制对象装置”)和对控制对象装置进行控制的控制装置之间的距离越长以及控制对象装置和控制装置之间的通信中经由的通信装置的个数越多,网络延时的大小越大。
近些年,提出了一种通过在控制对象装置的附近设置服务器来进行边缘处理,从而使网络延时的大小缩小的边缘计算相关的技术。然而,在IoT终端的实时控制中,不仅是网络延时的大小,网络延时的波动(抖动)也对控制性能产生不良影响。
例如,根据基于通信频带、节点数以及通信协议等的变化的网络的状况变化,办公楼侧的通信装置进行的通信处理的处理时间发生变化,由此,产生抖动。特别是在实时控制中,需要降低该抖动的影响。
对此,以往,提出了如下的技术:逐次地计量延时时间,基于所计量的延时时间对控制对象装置进行实时控制,由此,降低抖动的影响。在这种现有技术中,普遍存在使用RTT(Round Trip Time;往复延时时间)的计量值计算控制装置和控制对象装置之间的通信的延时量的方法 (例如,非专利文献1)。
下面,简单地对以往的控制系统进行说明。图12是表示以往的控制系统的结构的一例的概略图。如图12所示,控制对象装置具备传感器节点及执行器节点,控制装置具备控制器。首先,在控制周期内的开始的时间点,从控制对象装置的传感器节点向控制装置的控制器发送数据。由此,控制装置能够得到表示从控制对象装置向控制装置的方向的通信中的网络延时的大小的延时量t1的值。接着,从控制装置的控制器向控制对象装置的执行器节点发送数据。由此,控制装置能够得到表示从控制装置向控制对象装置的方向的通信中的网络延时的大小的延时量t2的值。
此时,RTT由t1+t2表示。并且,控制装置将基于该RTT的值的延时信息编入由控制器执行的控制算法中。该控制算法是用于进行控制对象装置的控制的算法。控制装置按每个控制周期进行上述的RTT的计量,由此,逐次地更新被编入到控制算法中的延时信息。由此,控制系统能够降低网络中的抖动的影响。
[非专利文献1]Chien-Liang Lai et al.,"Design the Remote Control SystemWith the Time-Delay Estimator and the Adaptive Smith Predictor", IEEETRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS, VOL.6, NO.1, pp.73-80, IEEE, February2010。
发明内容
发明要解决的课题
然而,在上述那样的以往的控制系统中,在控制装置和控制对象装置之间存在的通信装置的存在没有被考虑。另一方面,一般地,很多网络延时在通信装置中发生的情况十分常见。根据网络状况,该通信装置中的处理时间变长,由此,网络延时的大小变大。在由于网络延时的增大而不能在控制周期内进行RTT的计量的情况下,例如,控制装置需要将基于过去所计量的RTT的计量值推定的延时信息编入到控制算法中。在这种情况下,存在以下的技术问题:在基于所推定的延时信息和实际的网络延时的大小的延时信息之间容易产生偏差,降低控制对象装置的控制中的抖动的影响变得困难。
鉴于上述情况,本发明的目的在于提供一种能够降低控制对象装置的控制中的抖动的影响的技术。
用于解决技术问题的方案
本发明的一个方式提供一种控制系统,所述控制系统具有:对控制对象装置进行控制的控制部;以及进行所述控制对象装置和所述控制部之间的通信中的通信处理的至少1个通信处理部,其中,所述通信处理部逐次地对所述通信处理中的处理时间进行计量,逐次地将表示所计量的所述处理时间的延时信息向所述控制部输出,所述控制部从全部的所述通信处理部分别逐次地取得所述延时信息,利用所取得的所述延时信息,逐次地对编入到控制所述控制对象装置的控制算法中的延时信息进行更新。
此外,本发明的一个方式是上述的控制系统,所述通信处理部基于所述通信处理的开始时刻和所述通信处理的结束时刻计量所述处理时间。
此外,本发明的一个方式是上述的控制系统,在从所测定的所述处理时间减去了上次测定的所述处理时间的时间比规定的长度长的情况下,所述控制部对编入到所述控制算法中的所述延时信息进行更新。
此外,本发明的一个方式提供一种控制系统,所述控制系统具有:对控制对象装置进行控制的控制部;以及进行所述控制对象装置和所述控制部之间的通信中的通信处理的至少1个通信处理部,所述控制部对所接收的通信数据包进行解析并进行学习,由此,逐次地推定所述通信处理部中的通信处理的处理时间,利用表示所推定的所述处理时间的延时信息,逐次地对编入到控制所述控制对象装置的控制算法中的延时信息进行更新。
此外,本发明的一个方式提供一种利用控制系统进行的控制方法,所述控制系统具有:对控制对象装置进行控制的控制部;以及进行所述控制对象装置和所述控制部之间的通信中的通信处理的至少1个通信处理部,所述控制方法具有:逐次地对所述通信处理中的处理时间进行计量,逐次地将表示所计量的所述处理时间的延时信息向所述控制部输出的步骤;从全部的所述通信处理部分别逐次地取得所述延时信息,利用所取得的所述延时信息,逐次地对编入到控制所述控制对象装置的控制算法中的延时信息进行更新的步骤。
此外,本发明的一个方式提供一种利用控制系统进行的控制方法,所述控制系统具有:对控制对象装置进行控制的控制部;以及进行所述控制对象装置和所述控制部之间的通信中的通信处理的至少1个通信处理部,所述控制方法具有:将所接收的通信数据包进行解析并进行学习,由此,逐次地推定所述通信处理部中的通信处理的处理时间,利用表示所推定的所述处理时间的延时信息,逐次地对编入到控制所述控制对象装置的控制算法中的延时信息进行更新的步骤。
发明的效果
根据本发明,能够降低控制对象装置的控制中的抖动的影响。
附图说明
图1是用于说明本发明的第1实施方式涉及的控制系统的基本结构的示意图。
图2是表示本发明的第1实施方式涉及的控制系统1的结构的框图。
图3是表示利用本发明的第1实施方式涉及的控制系统1的通信服务器31进行的延时信息的发送动作的流程图。
图4是表示利用本发明的第1实施方式涉及的控制系统1的控制服务器21进行的延时信息的更新动作的流程图。
图5是表示在使用了自适应史密斯预估器的情况下的结构的框线图。
图6是表示本发明的第2实施方式涉及的控制系统2的结构的框图。
图7是表示本发明的第3实施方式涉及的控制系统3的结构的框图。
图8是表示本发明的第4实施方式涉及的控制系统4的结构的框图。
图9是表示利用本发明的第4实施方式涉及的控制系统4的控制服务器25进行的延时信息的更新动作的流程图。
图10是表示本发明的第5实施方式涉及的控制系统5的结构的框图。
图11是表示本发明的第6实施方式涉及的控制系统6的结构的框图。
图12是表示以往的控制系统的结构的一例的概略图。
具体实施方式
<第1实施方式>
以下,参考附图对本发明的第1实施方式进行说明。
图1是用于说明本发明的第1实施方式涉及的控制系统的基本结构的示意图。如图1所示,控制系统包括控制对象装置10、控制装置20(控制部)、多个通信装置30(30-1~30-n)(通信处理部) 而构成。
控制对象装置10例如是传感器或执行器等的IoT终端。此外,控制装置20是对控制对象装置10进行实时控制的服务器装置。另外,在图1中,为了简化说明,仅图示出1个控制装置20以及1个控制对象装置10。然而,不限定于该结构,也可以是1个控制装置20对多个控制对象装置10进行实时控制的结构。
如图1所示,控制对象装置10、控制装置20和多个通信装置30(30-1~30-n)串联连接。控制对象装置10和控制装置20经由多个通信装置30(30-1~30-n)进行通信。另外,在控制对象装置10和控制装置20之间的通信中经由的通信装置30可以为1个。
多个通信装置30(30-1~30-n)的每一个逐次地将由自身的通信装置30(30-1~30-n)执行的通信处理的处理时间进行计量。而且,多个通信装置30(30-1~30-n) 的每一个将表示所计量的处理时间的信息向控制装置20发送。由此,控制装置20能够从全部的通信装置30(30-1~30-n)逐次地取得表示由每一个通信装置30(30-1~30-n)执行的通信处理的处理时间的信息。
另外,如上述那样,由该通信装置30(30-1~30-n)执行的通信处理的处理时间的变化是产生网络中的抖动的主要原因。
另外,在控制对象装置10和控制装置20之间的通信中产生的网络延时未必限于仅起因于由通信装置30(30-1~30-n)执行的通信处理而产生的延时。然而,此处为了简化说明,在控制对象装置10和控制装置20之间的通信中产生的网络延时的延时时间是对由全部的通信装置30(30-1~30-n)分别执行的通信处理的处理时间进行累计而得到的。
控制装置20在每次从全部的通信装置30(30-1~30-n)取得表示处理时间的信息(以下,称为“延时信息”)时进行自身的控制装置20执行的控制算法的设定。即,控制装置20利用逐次地取得的延时信息,每次对被编入到控制算法中的延时信息进行更新。另外,此处所说的控制算法是为了对控制对象装置10进行实时控制而由控制装置20执行的算法。
根据以上的结构,控制装置20基于逐次地更新的延时信息对控制对象装置10进行控制,由此,能够降低网络中的抖动的影响。
[控制系统的结构]
以下,更加详细地对第1实施方式涉及的控制系统的结构进行说明。
图2是表示本发明的第1实施方式涉及的控制系统1的结构的框图。
如图2所示,控制系统1包括控制对象装置10、控制服务器21、通信服务器31、白盒交换机32而构成。
控制对象装置10是IoT终端,是在用户侧被管理的装置。控制服务器21、通信服务器31以及白盒交换机32是在办公楼侧被管理的装置。
控制系统1是用于利用办公楼侧进行的边缘计算对控制对象装置10进行实时控制的系统。
如图2所示,控制服务器21包括延时信息接收部211、更新部212而构成。此外,通信服务器31包括处理时间计量部311、监视部312、延时信息发送部313而构成。此外,白盒交换机32包括处理时间计量部321、监视部322、延时信息发送部323而构成。
另外,控制服务器21是相当于图1中所示的控制系统的控制装置20的装置。此外,通信服务器31以及白盒交换机32是相当于图1中所示的控制系统的通信装置30的装置。
控制服务器21是对控制对象装置10进行实时控制的服务器装置。另外,在图1中,为了简化说明,作成为仅对1个控制服务器21以及1个控制对象装置10进行控制的结构。然而,不限定于该结构,也可以是1个控制服务器21对多个控制对象装置10进行实时控制的结构。
如图2所示,控制对象装置10、通信服务器31、白盒交换机32、控制服务器21串联连接。控制对象装置10和控制服务器21经由通信服务器31和白盒交换机32进行通信。
通信服务器31的处理时间计量部311逐次地对由自身的通信服务器31执行的通信处理的处理时间进行计量。
通信服务器31的监视部312基于由处理时间计量部311计量的处理时间和利用处理时间计量部311的计量的周期,判定是否向控制服务器21发送表示该处理时间的延时信息。关于该判定处理的详情,后文进行叙述。
在由监视部312判定为发送延时信息的情况下,通信服务器31的延时信息发送部313向控制服务器21发送延时信息。
白盒交换机32的处理时间计量部321、监视部322以及延时信息发送部323的结构分别与通信服务器31的处理时间计量部311、监视部312以及延时信息发送部313的结构相同。
白盒交换机32的处理时间计量部321逐次地对由自身的白盒交换机32执行的通信处理的处理时间进行计量。
白盒交换机32的监视部322基于由处理时间计量部321计量的处理时间和利用处理时间计量部321的计量的周期,判定是否向控制服务器21发送表示该处理时间的延时信息。
在由监视部322判定为发送延时信息的情况下,白盒交换机32的延时信息发送部323向控制服务器21发送延时信息。
控制服务器21的延时信息接收部211接收从通信服务器31以及白盒交换机32分别发送的延时信息。
控制服务器21的更新部212利用由延时信息接收部211逐次地取得的延时信息,逐次地对编入到控制服务器21执行的控制算法中的延时信息进行更新。
而且,控制服务器21具备的控制器(未图示)利用延时信息被更新了的控制算法对控制对象装置10进行实时控制。
[控制系统的动作]
以下,对控制系统1的动作的一例进行说明。
图3是表示利用本发明的第1实施方式涉及的控制系统1的通信服务器31进行的延时信息的发送动作的流程图。
在利用控制服务器21进行的针对控制对象装置10的实时控制结束的情况下(步骤S001中的“是”),通信服务器31使由图3的流程图所示的延时信息的发送动作结束。
在利用控制服务器21进行的针对控制对象装置10的实时控制被继续的情况下(步骤S001中的“否”),处理时间计量部311测定通信处理的开始时刻(步骤S002)。
通信服务器31执行通信处理(步骤S003)。若通信处理结束,则处理时间计量部311测定通信处理的结束时刻(步骤S004)。
处理时间计量部311基于所计量的开始时刻和结束时刻,计量处理时间(步骤S005)。
监视部312基于由处理时间计量部311计量的处理时间和利用处理时间计量部311的计量的周期,判定是否满足规定的发送条件。
另外,关于规定的发送条件,后文进行叙述。
在由监视部312判定为满足规定的发送条件的情况下(步骤S006中的“是”),延时信息发送部313将表示由处理时间计量部311计量的处理时间的延时信息向控制服务器21发送(步骤S007)。在由监视部312判定为不满足规定的发送条件的情况下(步骤S006中的“否”),延时信息发送部313不进行表示由处理时间计量部311计量的处理时间的延时信息的发送。
直到利用控制服务器21进行的针对控制对象装置10的实时控制结束为止,反复执行上述步骤S002以后的处理。
另外,由于利用白盒交换机32进行的延时信息的发送动作与利用上述的通信服务器31进行的延时信息的发送动作相同,所以省略说明。
图4是表示利用本发明的第1实施方式涉及的控制系统1的控制服务器21进行的延时信息的更新动作的流程图。
在利用控制服务器21进行的对于控制对象装置10的实时控制结束的情况下(步骤S101中的“是”),控制服务器21结束由图4的流程图所示的延时信息的更新动作。
在利用控制服务器21进行的对于控制对象装置10的实时控制被继续的情况下(步骤S101中的“否”),延时信息接收部211等待从通信服务器31以及白盒交换机32发送的延时信息的接收。
在延时信息接收部211接收了延时信息的情况下(步骤S102中的“是”),更新部212利用所接收的延时信息,对编入到控制算法中的延时信息进行更新(步骤S103)。在延时信息接收部211未接收延时信息的情况下(步骤S102中的“否”),更新部212不将编入到控制算法中的延时信息进行更新。
直到利用控制服务器21进行的针对控制对象装置10的实时控制结束为止,反复执行上述步骤S102以后的处理。
[发送判定处理]
以下,对利用通信服务器31进行的延时信息的发送判定处理的一例进行说明。另外,关于利用白盒交换机32进行的延时信息的发送判定处理,也与以下说明的处理相同,因此省略说明。
通信服务器31的处理时间计量部311按每个控制周期或者按每个比控制周期短的周期,对自身的通信服务器31执行的通信处理的处理时间进行计量。通信服务器31的监视部312使用由处理时间计量部311计量的处理时间,判定是否满足由以下的式(1)表示的规定的条件。
D(t)―D(t―1)>dt ……(1)
此处,D(t)表示在本次的计量中计量的处理时间。此外,D(t―1)表示在上次的计量中计量的处理时间。此外,dt表示控制服务器21的控制周期。
在由监视部312判定为满足由上述的式(1)所示的规定的条件的情况下,延时信息发送部313将表示在本次的计量中计量的处理时间的延时信息向控制服务器21发送。另外,在由监视部312判定为不满足由上述的式(1)所示的规定的条件的情况下,延时信息发送部313不进行延时信息的发送。
即,在从在本次的计量中计量的测定的处理时间减去了在上次的计量中计量的处理时间的时间比规定的长度(控制周期)长的情况下,向控制服务器21发送延时信息,在控制服务器21中进行控制算法的设定(延时信息的更新)。
以下,对作为一例而使用了自适应史密斯预估器(参考非专利文献1)的情况进行说明。
图5是表示在使用了自适应史密斯预估器的情况下的结构的框线图。在图5中,GC(s)表示控制装置。此外,GP(s)表示控制对象装置。t1s及t2s分别表示控制装置和控制对象装置之间的下行方向的通信的延时以及上行方向的通信的延时。此外,R(s)表示目标值。此外,U(s)表示控制输入值。此外,Y(s)表示控制量。此外,带有扬抑符(circumflex)的GP(s)框表示自适应史密斯预估器。
对于上述自适应史密斯预估器,能够将网络中产生的延时值作为tm逐次地交接并反映到控制系统,由此,降低延时的影响。
<第2实施方式>
以下,参考附图对本发明的第2实施方式进行说明。
[控制系统的结构]
图6是表示本发明的第2实施方式涉及的控制系统2的结构的框图。如图6所示,控制系统2包括控制对象装置10、服务器23而构成。服务器23具有通信功能231(通信处理部)、虚拟交换机232、控制器233(控制部)。
第2实施方式涉及的控制系统2是第1实施方式涉及的控制系统1中的通信装置被软件化而成的。即,通信功能231是将第1实施方式涉及的控制系统1的通信服务器31的功能进行软件化而成的,虚拟交换机232是将控制系统1的白盒交换机32的功能进行软件化而成的。
控制对象装置10与具有通信功能231、虚拟交换机232、控制器233的服务器23进行通信。在假想边缘计算的情况下,控制对象装置10是用户侧的装置,服务器23是办公楼侧的装置。
与控制系统1的通信服务器31同样地,通信功能231具有计量通信处理的处理时间的功能、基于所计量的处理时间判定是否将延时信息向控制器233输出的功能、以及将延时信息向控制器233输出的功能。此外,与控制系统1的白盒交换机32同样地,虚拟交换机232具有计量通信处理的处理时间的功能、基于所计量的处理时间判定是否将延时信息向控制器233输出的功能、以及将延时信息向控制器233输出的功能。此外,与控制系统1的控制服务器21同样地,控制器233具有接受延时信息的输入的功能、以及利用所输入的延时信息对编入到控制算法中的延时信息进行更新的功能。
<第3实施方式>
以下,参考附图对本发明的第3实施方式进行说明。
[控制系统的结构]
图7是表示本发明的第3实施方式涉及的控制系统3的结构的框图。如图7所示,控制系统3包括控制对象装置10、控制服务器24、白盒交换机32、介质转换器33而构成。
在第3实施方式涉及的控制系统3中将第1实施方式涉及的控制系统1的通信服务器31替换为专用装置(介质转换器33)。
控制对象装置10经由介质转换器33以及白盒交换机32而与控制服务器24进行通信。
与第1实施方式涉及的控制系统1的通信服务器31同样地,介质转换器33具备计量通信处理的处理时间的功能部、基于所计量的处理时间判定是否将延时信息向控制器233输出的功能部、以及将延时信息向控制器233输出的功能部。即,介质转换器33具备相当于第1实施方式涉及的控制系统1的通信服务器31的处理时间计量部311、监视部312以及延时信息发送部313的功能部(未图示)。
<第4实施方式>
以下,参照附图对本发明的第4实施方式进行说明。
[控制系统的结构]
图8是表示本发明的第4实施方式涉及的控制系统4的结构的框图。如图8所示,控制系统4包括控制对象装置10、控制服务器25、通信服务器31以及白盒交换机32而构成。此外,控制服务器25具有延时仿真部251和控制器252。
在取代第1实施方式涉及的控制系统1的控制服务器21而具有控制服务器25这一点上,第3实施方式涉及的控制系统3与第1实施方式涉及的控制系统1不同。除了具备控制服务器21具备的功能部以外,控制服务器25还具备作为将网络状况进行仿真的功能部的延时仿真部251。
延时仿真部251对向控制服务器25发送的通信数据包进行解析并进行学习,由此,制作并更新网络的延时模型。
例如,在使用DNN(Deep Neural Network:深度神经网络)的情况下,延时仿真部251将数据大小、接收频度以及接收间隔等作为输入来进行特征量提取。在学习中,延时仿真部251预先进行RTT以及处理时间等的测定,将所取得的延时信息作为示教数据,利用反向传播决定从DNN的输入层传递到输出层的参数。
延时仿真部251使用利用上述的学习所得到的网络的延时模型,按每个控制周期推定延时信息,将所推定的延时信息向控制器252输出。
此外,与第1实施方式涉及的控制系统1的控制服务器21同样地,控制器252具有接受延时信息的输入的功能、以及利用所输入的延时信息对编入到控制算法中的延时信息进行更新的功能。即,控制器252具备相当于第1实施方式涉及的控制系统1的控制服务器21的延时信息接收部211以及更新部212的功能部(未图示)。
由此,控制器233能够根据所得到的延时信息识别网络的状况,计算考虑了所识别的网络的状况的控制输入。
[控制系统的动作]
以下,对控制系统4的动作的一例进行说明。
图9是表示利用本发明的第4实施方式涉及的控制系统4的控制服务器25进行的延时信息的更新动作的流程图。
在利用控制服务器25进行的针对控制对象装置10的实时控制结束的情况下(步骤S201中的“是”),控制服务器25结束由图9的流程图示出的延时信息的更新动作。
在利用控制服务器25进行的针对控制对象装置10的实时控制被继续的情况下(步骤S201中的“否”),控制服务器25等待通信数据包的接收,接收通信数据包(步骤S202)。
延时仿真部251对所接收的通信数据包进行解析(步骤S203)并进行学习(步骤S204),由此,制作并更新网络的延时模型(步骤S205)。
控制器252使用由延时仿真部251得到的网络的延时模型来推定延时信息,利用所推定的延时信息,对编入到控制算法中的延时信息进行更新(步骤S206)。
<第5实施方式>
以下,参考附图对本发明的第5实施方式进行说明。
[控制系统的结构]
图10是表示本发明的第5实施方式涉及的控制系统5的结构的框图。如图10所示,控制系统5包括控制对象装置10和服务器26而构成。服务器26具有通信功能261、虚拟交换机262、延时仿真功能263、控制器264。
在第5实施方式涉及的控制系统5中,第4实施方式涉及的控制系统4中的通信装置被软件化。即,通信功能261是控制系统4的通信服务器31的功能被软件化而成的,虚拟交换机262是控制系统4的白盒交换机32的功能被软件化而成的。
控制对象装置10与具有通信功能231、虚拟交换机232、控制器233的服务器23进行通信。
在取代第4实施方式涉及的控制系统4的控制服务器25而具有服务器26这一点上,第5实施方式涉及的控制系统5与第4实施方式涉及的控制系统4不同。除了第4实施方式涉及的控制系统4的控制服务器25具备的功能部,服务器26还具备作为对网络状况进行仿真的功能部的延时仿真功能263。
<第6实施方式>
以下,参考附图对本发明的第6实施方式进行说明。
[控制系统的结构]
图11是表示本发明的第6实施方式涉及的控制系统6的结构的框图。如图11所示,控制系统6包括控制对象装置10、控制服务器27、白盒交换机32、介质转换器33而构成。此外,控制服务器27具备延时仿真部271和控制器272。
在第6实施方式涉及的控制系统6中,将第4实施方式涉及的控制系统4的通信服务器31替换为专用装置(介质转换器33)。
控制对象装置10经由介质转换器33以及白盒交换机32而与控制服务器27进行通信。
与第4实施方式涉及的控制系统4的通信服务器31同样地,介质转换器33具有计量通信处理的处理时间的功能部、基于所计量的处理时间判定是否将延时信息向控制器264输出的功能部、以及将延时信息向控制器264输出的功能部。即,介质转换器33具备第4实施方式涉及的控制系统4的通信服务器31所具备的功能部(未图示。即,相当于第1实施方式涉及的控制系统1的通信服务器31的处理时间计量部311、监视部312以及延时信息发送部313的功能部)。
如以上说明的那样,在上述的各实施方式涉及的控制系统中,在经由网络的IoT终端(控制对象装置)的实时控制中,至少1个通信装置的每一个逐次地对由自身的通信装置的通信处理产生的处理时间进行计量,将基于该处理时间的延时信息向控制装置发送。控制装置对由控制器执行的控制算法编入从各个通信装置逐次地取得的延时信息,由此,进行针对控制对象装置的实时控制。
通过具备以上的结构,上述的各实施方式涉及的控制系统能够逐次地考虑网络延时及抖动的影响,进行控制对象装置的控制。由此,各实施方式涉及的控制系统能够缩短直到控制系统稳定为止的时间,减少网络延时以及抖动的影响。
此外,如上述那样,在现有技术中,通过计量RTT来进行网络延时的评价。因此,网络延时被作为不能介入的值来处理。此外,有时RTT的计量会花费时间。因此,针对基于RTT的计量结果的网络延时的应对相对于网络状况的变化为被动的应对。
另一方面,在上述的各实施方式涉及的控制系统中,基于在通信装置中产生的处理时间的累计值评价网络延时。即,上述的各实施方式涉及的控制系统能够通过分别取得在各通信装置中产生的处理时间来确定网络延时的值。由此,例如即使对于网络状况的变化(例如,针对通信装置的处理命令的急剧的增大等)这样的事件的网络延时的变动,上述的各实施方式涉及的控制系统也能够以事件驱动主动地进行应对。
以上,参考附图对本发明的实施方式进行了说明,但是,显然上述实施方式仅是本发明的例示,本发明不限定于上述实施方式。因此,可以在不脱离本发明的技术思想以及范围的范围内进行构成要素的追加、省略、更换以及其他的变更。
另外,本发明的实施方式涉及的各装置也能够由计算机和程序实现。此外,能够将该程序记录于记录介质,也能够通过网络来提供。
可以由计算机实现上述的实施方式中的通信装置以及控制装置的一部分或全部。在该情况下,可以通过将用于实现该功能的程序记录于计算机可读取的记录介质中,使计算机系统读取记录于该记录介质的程序并执行来实现。另外,此处所说的“计算机系统”是指包括OS或外围设备等的硬件的系统。此外,“计算机可读取的记录介质”是指软盘、磁光盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。进而,“计算机可读取的记录介质”可以包括如在经由因特网等的网络或电话线路等的通信线路来发送程序的情况下的通信线路那样在短时间的期间动态地保持程序的介质、如成为该情况下的服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样在一定时间内保持程序的介质。此外,上述程序可以是用于实现前述的功能的一部分的程序,进而,也可以是利用与在计算机系统中已经记录的程序的组合来实现前述的功能的程序,也可以是使用FPGA(FieldProgrammable Gate Array:现场可编程门阵列)等的可编程逻辑器件来实现的程序。
附图标记说明
1~6…控制系统
10…控制对象装置
20…控制装置
21、24、25、27…控制服务器
23、26…服务器
30(30-1~30-n)…通信装置
31…通信服务器
32…白盒交换机
33…介质转换器
211…延时信息接收部
212…更新部
231、261…通信功能
232、262…虚拟交换机
233、252、264、272…控制器
251、271…延时仿真部
253、263…延时仿真功能
311、321…处理时间计量部
312、322…监视部
313、323…延时信息发送部
Claims (6)
1.一种控制系统,具有:对控制对象装置进行控制的控制部;以及进行所述控制对象装置和所述控制部之间的通信中的通信处理的至少1个通信处理部,其中,
所述通信处理部逐次地对所述通信处理中的处理时间进行计量,逐次地将表示所计量的所述处理时间的延时信息向所述控制部输出,
所述控制部从全部的所述通信处理部分别逐次地取得所述延时信息,利用所取得的所述延时信息,逐次地对编入到控制所述控制对象装置的控制算法中的延时信息进行更新。
2.如权利要求1所述的控制系统,其中,
所述通信处理部基于所述通信处理的开始时刻和所述通信处理的结束时刻计量所述处理时间。
3.如权利要求1或2所述的控制系统,其中,
在从所测定的所述处理时间减去了上次测定的所述处理时间的时间比规定的长度长的情况下,所述控制部对编入到所述控制算法中的所述延时信息进行更新。
4.一种控制系统,具有:对控制对象装置进行控制的控制部;以及进行所述控制对象装置和所述控制部之间的通信中的通信处理的至少1个通信处理部,其中,
所述控制部对所接收的通信数据包进行解析并进行学习,由此,逐次地推定所述通信处理部中的通信处理的处理时间,利用表示所推定的所述处理时间的延时信息,逐次地对编入到控制所述控制对象装置的控制算法中的延时信息进行更新。
5.一种利用控制系统进行的控制方法,所述控制系统具有:对控制对象装置进行控制的控制部;以及进行所述控制对象装置和所述控制部之间的通信中的通信处理的至少1个通信处理部,其中,所述控制方法具有:
逐次地对所述通信处理中的处理时间进行计量,逐次地将表示所计量的所述处理时间的延时信息向所述控制部输出的步骤;以及
从全部的所述通信处理部分别逐次地取得所述延时信息,利用所取得的所述延时信息,逐次地对编入到控制所述控制对象装置的控制算法中的延时信息进行更新的步骤。
6.一种利用控制系统进行的控制方法,所述控制系统具有:对控制对象装置进行控制的控制部;以及进行所述控制对象装置和所述控制部之间的通信中的通信处理的至少1个通信处理部,其中,
所述控制方法具有:对所接收的通信数据包进行解析并进行学习,由此,逐次地推定所述通信处理部中的通信处理的处理时间,利用表示所推定的所述处理时间的延时信息,逐次地对编入到控制所述控制对象装置的控制算法中的延时信息进行更新的步骤。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-146906 | 2018-08-03 | ||
JP2018146906A JP6993580B2 (ja) | 2018-08-03 | 2018-08-03 | 制御システム及び制御方法 |
PCT/JP2019/029739 WO2020027086A1 (ja) | 2018-08-03 | 2019-07-30 | 制御システム及び制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112438037A true CN112438037A (zh) | 2021-03-02 |
Family
ID=69232485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980046058.0A Pending CN112438037A (zh) | 2018-08-03 | 2019-07-30 | 控制系统以及控制方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11604445B2 (zh) |
JP (1) | JP6993580B2 (zh) |
CN (1) | CN112438037A (zh) |
WO (1) | WO2020027086A1 (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011118575A1 (ja) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | 日本電気株式会社 | 通信システム、制御装置およびトラヒック監視方法 |
CN104272676A (zh) * | 2012-05-01 | 2015-01-07 | 日本电气株式会社 | 通信系统、访问控制装置、交换机、网络控制方法及程序 |
CN106020094A (zh) * | 2015-03-31 | 2016-10-12 | 欧姆龙株式会社 | 信息处理装置、信息处理程序及信息处理方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006134997A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Fujitsu Ltd | プログラム可能論理デバイス |
JP2009060480A (ja) | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Yokogawa Electric Corp | フィールド制御システム |
JP2009153055A (ja) | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 中継装置、受信装置及び送信装置 |
JP5392190B2 (ja) * | 2010-06-01 | 2014-01-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理システム及び基板処理方法 |
JP5565431B2 (ja) * | 2012-04-18 | 2014-08-06 | 横河電機株式会社 | 制御装置及び制御システム |
JP6284043B2 (ja) | 2015-12-25 | 2018-02-28 | 横河電機株式会社 | プロセス制御システム |
US9872189B2 (en) * | 2016-03-31 | 2018-01-16 | Corning Optical Communications Wireless Ltd | Systems and methods for determining asymmetric downlink and uplink propagation delays in a wireless distribution system (WDS) for more accurately determining propagation delay |
KR102527925B1 (ko) * | 2017-11-29 | 2023-05-03 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 메모리 시스템 및 그것의 동작 방법 |
US11477748B2 (en) * | 2018-06-13 | 2022-10-18 | Nec Corporation | Apparatus to be controlled, control method, non- transitory computer readable medium, and remote control system |
WO2021053795A1 (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 日本電信電話株式会社 | 位置計測システム、測位演算装置、位置計測方法、及びプログラム |
US20220156124A1 (en) * | 2020-08-31 | 2022-05-19 | Turbonomic, Inc. | Systems and methods for managing resources in a virtual desktop infrastructure |
US11544512B2 (en) * | 2021-04-14 | 2023-01-03 | Kyocera Document Solutions Inc. | Methods and system for applying hybrid ink limits in ICC profile creation |
-
2018
- 2018-08-03 JP JP2018146906A patent/JP6993580B2/ja active Active
-
2019
- 2019-07-30 US US17/263,865 patent/US11604445B2/en active Active
- 2019-07-30 CN CN201980046058.0A patent/CN112438037A/zh active Pending
- 2019-07-30 WO PCT/JP2019/029739 patent/WO2020027086A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011118575A1 (ja) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | 日本電気株式会社 | 通信システム、制御装置およびトラヒック監視方法 |
CN104272676A (zh) * | 2012-05-01 | 2015-01-07 | 日本电气株式会社 | 通信系统、访问控制装置、交换机、网络控制方法及程序 |
CN106020094A (zh) * | 2015-03-31 | 2016-10-12 | 欧姆龙株式会社 | 信息处理装置、信息处理程序及信息处理方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
CHIEN-LIANG LAI AND PAU-LO HSU: "Design the Remote Control System With the Time-Delay Estimator and the Adaptive Smith Predictor", 《IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020021410A (ja) | 2020-02-06 |
US20210312792A1 (en) | 2021-10-07 |
WO2020027086A1 (ja) | 2020-02-06 |
JP6993580B2 (ja) | 2022-01-13 |
US11604445B2 (en) | 2023-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Onat et al. | Control over imperfect networks: Model-based predictive networked control systems | |
US10904162B2 (en) | System and method for selecting optimal path in multi-media multi-path network | |
US11551058B2 (en) | Wireless feedback control loops with neural networks to predict target system states | |
CN101636945B (zh) | 在通信系统中传输数据的方法 | |
JP2007174676A (ja) | ネットワークの時間同期化における遅延変動の除去 | |
WO2017000235A1 (zh) | 流表老化方法、交换机及控制器 | |
JP7208560B2 (ja) | 制御システム及び制御方法 | |
US11088960B2 (en) | Information processing apparatus and verification system | |
JP6390167B2 (ja) | 通信スループット予測装置、通信スループット予測方法、及び、プログラム | |
CN112438037A (zh) | 控制系统以及控制方法 | |
US11601494B2 (en) | Method for transferring data from a device to a data management means, switching unit, device and system | |
Gabel et al. | QoS-adaptive control in NCS with variable delays and packet losses-a heuristic approach | |
CN113342537B (zh) | 卫星虚拟资源分配方法、装置、存储介质及设备 | |
CN114339858B (zh) | 终端发包参数调整方法、装置及相关设备 | |
WO2023119623A1 (ja) | 管理装置、通信システム、制御方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体 | |
WO2016203756A1 (ja) | サービス管理システム、サービス管理方法、及び、記録媒体 | |
US11979295B2 (en) | Reinforcement learning agent training method, modal bandwidth resource scheduling method and apparatus | |
CN114363219B (zh) | 数据处理方法及装置 | |
JP6990452B2 (ja) | トラヒック監視のためのデバイス、方法、および非一時的有形機械可読媒体 | |
CN114500383B (zh) | 天地一体化信息网络智能拥塞控制方法、系统及介质 | |
CN117499960B (zh) | 一种通信网络中资源调度方法、系统、设备及介质 | |
TWI441029B (zh) | Dynamic System Equivalent Model Modeling Method and Its Computer Program Product | |
KR102554676B1 (ko) | 무선 네트워크를 통한 베이지안 연합학습 구동 방법 및 시스템 | |
Cunguara et al. | On the application of block transmissions for improving control over lossy networks | |
JP6607194B2 (ja) | 設定装置、設定方法、設定プログラム、通信システム、クライアント装置、及び、サーバ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |