JP7208560B2 - 制御システム及び制御方法 - Google Patents
制御システム及び制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7208560B2 JP7208560B2 JP2021177594A JP2021177594A JP7208560B2 JP 7208560 B2 JP7208560 B2 JP 7208560B2 JP 2021177594 A JP2021177594 A JP 2021177594A JP 2021177594 A JP2021177594 A JP 2021177594A JP 7208560 B2 JP7208560 B2 JP 7208560B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- communication
- delay information
- control system
- server
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Programmable Controllers (AREA)
Description
以下、本発明の第1の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1に実施形態に係る制御システムの基本的な構成を説明するための模式図である。図1に示すように、制御システムは、制御対象装置10と、制御装置20(制御部)と、複数の通信装置30(30-1~30-n)(通信処理部)と、を含んで構成される。
なお、制御対象装置10と制御装置20との間の通信において発生するネットワーク遅延は、必ずしも通信装置30(30-1~30-n)によって実行される通信処理のみに起因して発生する遅延に限られるものではない。しかしながら、ここでは説明を簡単にするため、制御対象装置10と制御装置20との間の通信において生じるネットワーク遅延の遅延時間は、全ての通信装置30(30-1~30-n)によってそれぞれ実行される通信処理の処理時間を積算したものであるものとする。
以上の構成により、制御装置20は、逐次的に更新される遅延情報に基づいて制御対象装置10を制御することによって、ネットワークにおけるジッタの影響を低減させることができる。
以下、第1の実施形態に係る制御システムの構成について、更に詳しく説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る制御システム1の構成を示すブロック図である。
図2に示すように、制御システム1は、制御対象装置10と、制御サーバ21と、通信サーバ31と、ホワイトボックススイッチ32と、を含んで構成される。
制御システム1は、局舎側によるエッジコンピューティングによって、制御対象装置10をリアルタイム制御するためのシステムである。
通信サーバ31の監視部312は、処理時間計測部311によって計測された処理時間と、処理時間計測部311による計測の周期と、に基づいて、当該処理時間を示す遅延情報を制御サーバ21へ送信するか否かを判定する。この判定処理の詳細については後述する。
通信サーバ31の遅延情報送信部313は、監視部312によって遅延情報を送信すると判定された場合、制御サーバ21へ遅延情報を送信する。
ホワイトボックススイッチ32の処理時間計測部321は、自己のホワイトボックススイッチ32によって実行される通信処理の処理時間を逐次的に計測する。
ホワイトボックススイッチ32の監視部322は、処理時間計測部321によって計測された処理時間と、処理時間計測部321による計測の周期と、に基づいて、当該処理時間を示す遅延情報を制御サーバ21へ送信するか否かを判定する。
ホワイトボックススイッチ32の遅延情報送信部323は、監視部322によって遅延情報を送信すると判定された場合、制御サーバ21へ遅延情報を送信する。
制御サーバ21の更新部212は、制御サーバ21が実行する制御アルゴリズムに組み込まれた遅延情報を、遅延情報受信部211によって逐次的に取得される遅延情報によって、逐次的に更新する。
そして、制御サーバ21が備える制御器(図示せず)は、遅延情報が更新された制御アルゴリズムによって、制御対象装置10をリアルタイム制御する。
以下、制御システム1の動作の一例ついて説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る制御システム1の通信サーバ31による遅延情報の送信動作を示すフローチャートである。
制御サーバ21による制御対象装置10に対するリアルタイム制御が継続される場合(ステップS001・No)、処理時間計測部311は、通信処理の開始時刻を測定する(ステップS002)。
処理時間計測部311は、計測された開始時刻と終了時刻とに基づいて、処理時間を計測する(ステップS005)。
監視部312は、処理時間計測部311によって計測された処理時間と、処理時間計測部311による計測の周期と、に基づいて、所定の送信条件を満たすか否かを判定する。なお、所定の送信条件については後述する。
なお、ホワイトボックススイッチ32による遅延情報の送信動作は、上記の通信サーバ31による遅延情報の送信動作と同じであるため、説明を省略する。
制御サーバ21による制御対象装置10に対するリアルタイム制御が継続される場合(ステップS101・No)、遅延情報受信部211は、通信サーバ31及びホワイトボックススイッチ32から送信される遅延情報の受信を待ち受ける。
制御サーバ21による制御対象装置10に対するリアルタイム制御が終了するまで、上記ステップS102以降の処理が繰り返し実行される。
以下、通信サーバ31による遅延情報の送信判定処理の一例について説明する。なお、ホワイトボックススイッチ32による遅延情報の送信判定処理についても、以下に説明する処理と同様であるため、説明を省略する。
図5は、適応スミス予測器を用いた場合の構成を示すブロック線図である。図5において、GC(s)は制御装置を示す。また、GP(s)は制御対象装置を示す。t1s及びt2sは、制御装置と制御対象装置との間の、下り方向の通信の遅延及び上り方向の通信の遅延をそれぞれ示す。また、R(s)は、目標値を示す。また、U(s)は、制御入力値を示す。また、Y(s)は、制御量を示す。また、サーカムフレックス(circumflex)付きのGP(s)ブロックは、適応スミス予測器を示す。
上記適応スミス予測器に対し、ネットワークにおいて発生する遅延値をtmとして逐次的に受け渡し制御系に反映させることにより、遅延影響を低減させることができる。
以下、本発明の第2の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る制御システム2の構成を示すブロック図である。図6に示すように、制御システム2は、制御対象装置10と、サーバ23と、を含んで構成される。サーバ23は、通信機能231(通信処理部)と、仮想スイッチ232と、制御器233(制御部)と、を有する。
以下、本発明の第3の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図7は、本発明の第3の実施形態に係る制御システム3の構成を示すブロック図である。図7に示すように、制御システム3は、制御対象装置10と、制御サーバ24と、ホワイトボックススイッチ32と、メディアコンバータ33と、を含んで構成される。
制御対象装置10は、メディアコンバータ33及びホワイトボックススイッチ32を介して制御サーバ24と通信を行う。
以下、本発明の第4の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図8は、本発明の第4の実施形態に係る制御システム4の構成を示すブロック図である。図8に示すように、制御システム4は、制御対象装置10と、制御サーバ25と、通信サーバ31と、ホワイトボックススイッチ32と、を含んで構成される。また、制御サーバ25は、遅延エミュレート部251と、制御器252と、を有する。
例えば、DNN(Deep Neural Network)が用いられる場合、遅延エミュレート部251は、データサイズ、受信頻度、及び受信間隔等を入力として特徴量抽出を行う。学習においては、遅延エミュレート部251は、RTT及び処理時間等の測定を予め行い、取得される遅延情報を教師データとして、バックプロパゲーションによりDNNの入力層から出力層に渡るパラメータを決定する。
また、第1の実施形態に係る制御システム1の制御サーバ21と同様に、制御器252は、遅延情報の入力を受け付ける機能、及び制御アルゴリズムに組み込まれた遅延情報を入力された遅延情報によって更新する機能を有する。すなわち、制御器252は、第1の実施形態に係る制御システム1の制御サーバ21の遅延情報受信部211及び更新部212に相当する機能部(図示せず)を備える。
これにより、制御器233は、得られた遅延情報からネットワークの状況を認識し、認識されたネットワークの状況が考慮された制御入力を算出することができる。
以下、制御システム4の動作の一例ついて説明する。
図9は、本発明の第4の実施形態に係る制御システム4の制御サーバ25による遅延情報の更新動作を示すフローチャートである。
制御サーバ25による制御対象装置10に対するリアルタイム制御が継続される場合(ステップS201・No)、制御サーバ25は、通信パケットの受信を待ち受けて、通信パケットを受信する(ステップS202)。
制御器252は、遅延エミュレート部251によって得られたネットワークの遅延モデルを用いて遅延情報を推定し、制御アルゴリズムに組み込まれた遅延情報を、推定された遅延情報によって更新する(ステップS206)。
以下、本発明の第5の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図10は、本発明の第5の実施形態に係る制御システム5の構成を示すブロック図である。図10に示すように、制御システム5は、制御対象装置10と、サーバ26と、を含んで構成される。サーバ26は、通信機能261と、仮想スイッチ262と、遅延エミュレート機能263と、制御器264と、を有する。
第5の実施形態に係る制御システム5は、第4の実施形態に係る制御システム4の制御サーバ25の代わりにサーバ26を有している点で、第4の実施形態に係る制御システム4とは異なる。サーバ26は、第4の実施形態に係る制御システム4の制御サーバ25が備える機能部に加えて、ネットワーク状況をエミュレートする機能部である遅延エミュレート機能263をさらに備えている。
以下、本発明の第6の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図11は、本発明の第6の実施形態に係る制御システム6の構成を示すブロック図である。図11に示すように、制御システム6は、制御対象装置10と、制御サーバ27と、ホワイトボックススイッチ32と、メディアコンバータ33と、を含んで構成される。また、制御サーバ27は、遅延エミュレート部271と、制御器272と、を備える。
制御対象装置10は、メディアコンバータ33及びホワイトボックススイッチ32を介して制御サーバ27と通信を行う。
Claims (2)
- 制御対象装置を制御する制御部と、前記制御対象装置と前記制御部との間の通信における通信処理を行う少なくとも1つの通信処理部と、を有する制御システムであって、
前記制御部は、受信した通信パケットを解析して学習を行うことによって、前記通信処理部における通信処理の処理時間を逐次的に推定し、推定された前記処理時間を示す遅延情報によって、前記制御対象装置を制御する制御アルゴリズムに組み込まれた遅延情報を逐次的に更新し、
前記学習における教師データは、前記通信パケットのデータサイズ、受信頻度、及び受信間隔のうち少なくとも1つの測定結果に基づく特徴量と前記遅延情報とを含む
制御システム。 - 制御対象装置を制御する制御部と、前記制御対象装置と前記制御部との間の通信における通信処理を行う少なくとも1つの通信処理部と、を有する制御システムによる制御方法であって、
受信した通信パケットを解析して学習を行うことによって、前記通信処理部における通信処理の処理時間を逐次的に推定し、推定された前記処理時間を示す遅延情報によって、前記制御対象装置を制御する制御アルゴリズムに組み込まれた遅延情報を逐次的に更新するステップを有し、
前記学習における教師データは、前記通信パケットのデータサイズ、受信頻度、及び受信間隔のうち少なくとも1つの測定結果に基づく特徴量と前記遅延情報とを含む
制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021177594A JP7208560B2 (ja) | 2018-08-03 | 2021-10-29 | 制御システム及び制御方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018146906A JP6993580B2 (ja) | 2018-08-03 | 2018-08-03 | 制御システム及び制御方法 |
JP2021177594A JP7208560B2 (ja) | 2018-08-03 | 2021-10-29 | 制御システム及び制御方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018146906A Division JP6993580B2 (ja) | 2018-08-03 | 2018-08-03 | 制御システム及び制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022009740A JP2022009740A (ja) | 2022-01-14 |
JP7208560B2 true JP7208560B2 (ja) | 2023-01-19 |
Family
ID=87885391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021177594A Active JP7208560B2 (ja) | 2018-08-03 | 2021-10-29 | 制御システム及び制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7208560B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024004080A1 (ja) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | 日本電信電話株式会社 | 遅延情報収集装置、遅延制御システム、遅延情報収集方法及びプログラム |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014164568A (ja) | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 端末装置、分散処理方法、分散処理プログラムおよび分散処理システム |
WO2019239697A1 (ja) | 2018-06-13 | 2019-12-19 | 日本電気株式会社 | 制御対象装置、制御方法、非一時的なコンピュータ可読媒体、及び、遠隔制御システム |
-
2021
- 2021-10-29 JP JP2021177594A patent/JP7208560B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014164568A (ja) | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 端末装置、分散処理方法、分散処理プログラムおよび分散処理システム |
WO2019239697A1 (ja) | 2018-06-13 | 2019-12-19 | 日本電気株式会社 | 制御対象装置、制御方法、非一時的なコンピュータ可読媒体、及び、遠隔制御システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022009740A (ja) | 2022-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10904162B2 (en) | System and method for selecting optimal path in multi-media multi-path network | |
US11030134B2 (en) | Communication system, a communication controller and a node agent for connection control based on performance monitoring | |
Bozakov et al. | Taming SDN controllers in heterogeneous hardware environments | |
CN111919423A (zh) | 网络通信中的拥塞控制 | |
US10404548B2 (en) | Control of network nodes in computer network systems | |
JP7120014B2 (ja) | 遠隔制御装置、遅延調整装置、遠隔制御システム、遠隔制御方法、遅延調整方法、遠隔制御プログラムおよび遅延調整プログラム | |
JP7208560B2 (ja) | 制御システム及び制御方法 | |
KR102389104B1 (ko) | Tcp 혼잡 윈도우를 최적화하는 통신 장치 및 방법 | |
CN111865781A (zh) | 用于路径优化的方法、设备和计算机程序产品 | |
CN114866494B (zh) | 强化学习智能体训练方法、模态带宽资源调度方法及装置 | |
KR102151317B1 (ko) | 강화학습 기법을 활용한 LoRa Enabled IoT 장치의 에너지 최적화 방법 및 시스템 | |
CN113966596A (zh) | 用于数据流量路由的方法和设备 | |
KR101989249B1 (ko) | 이동 단말기의 오프로딩 방법 및 그 이동 단말기 | |
Bouzidi et al. | Deep Q-Network and traffic prediction based routing optimization in software defined networks | |
CN115413051A (zh) | 一种处理与多个数据流的传输相关的数据的方法 | |
US20230060623A1 (en) | Network improvement with reinforcement learning | |
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 | |
JP6993580B2 (ja) | 制御システム及び制御方法 | |
WO2021064766A1 (ja) | 制御装置、方法及びシステム | |
JP6465826B2 (ja) | 目標追尾装置 | |
CN112202596A (zh) | 基于时间敏感网络系统的抽象模型构建装置 | |
WO2020250319A1 (ja) | 制御装置、制御方法及び制御プログラム | |
JP7044033B2 (ja) | アクセス制御方法、アクセス制御装置、およびデータ処理装置 | |
KR20190114126A (ko) | 메시지의 처리 완료 지연 시간을 기초로 스위치로의 메시지 송신을 제어하는 sdn 컨트롤러 및 그 방법 | |
US11979295B2 (en) | Reinforcement learning agent training method, modal bandwidth resource scheduling method and apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211029 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220926 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7208560 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |