CoCPN-ng – Cooperative Cyber-Physical Networking: Next Generation
CoCPN-ng â 协作网络物理网络:下一代
基本信息
- 批准号:432191479
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Priority Programmes
- 财政年份:2019
- 资助国家:德国
- 起止时间:2018-12-31 至 2020-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
From an abstract point of view a cyber-physical system can be modeled as a set of coexisting application control loops that share communication resources. The key idea of CoCPN is to implement cooperative sharing of communication resources among application control loops by balancing the quality of control (QoC) that each loop shall reach. Within the current project CoCPN we considered independent control applications each consisting of a single application control loop. The objective of CoCPN-ng is to further improve CoCPN to be able to cope with complex, elastic control applications that consist of multiple probably interdependent application control loops, e.g., in emerging smart factories. In contrast to the first funding period, CoCPN-ng considers interdependent application control loops, i.e., loops that affect each other in the physical (analog) world, e.g., inverted pendulums that could touch each other. Due to the increased dynamics envisioned in future cyber-physical systems, detailed manual pre-configurations of the system are not considered as a vital option. Therefore, within CoCPN-ng we plan to provide the CoCPN-translator with self-learning capabilities. We will investigate nonparametric online regression techniques as one possible approach. Furthermore, the impact of the interdependencies between application control loops on the newly developed metrics QoC and QM will be investigated based on systematic simulation experiments with our simulation and evaluation framework CoCPN-Sim. Regarding application control, more sophisticated control approaches will be pursued that send complete control laws to the actuators instead of plain input sequences. Furthermore, it will be researched how the control application specific “value” (e.g., criticality) of a transmitted control data packet can be utilized in the communication system in order to forward the most valuable information and discard information of less value. This requires suited mechanisms in the communication system (e.g., ARQ mechanisms, value-oriented queueing) that will be researched. Based on these mechanisms, we will design a control-aware transport protocol that is tailored to the needs of elastic control applications. We will conduct systematic simulation studies to investigate the applicability of CoCPN-ng in scenarios with varying numbers of control applications under changing communication conditions. We will use CoCPN-Sim that was successfully developed in the first funding period. Researching suitable trade-offs, for example regarding the detail of information being exchanged versus the achievable QoC is an important goal of the proposed project. Furthermore, trade-offs regarding communication and control complexity and the availability of resources (e.g., computing, storage, and communication capacity of resource-constrained sensors and actuators) will be investigated.
从抽象的角度来看,网络物理系统可以建模为共享通信资源的一组共存应用程序控制循环。 COCPN的关键思想是通过平衡每个循环达到的控制质量(QOC)来实施应用程序控制循环之间的沟通资源的合作共享。在当前项目COCPN中,我们考虑了由单个应用程序控制循环组成的独立控制应用程序。 COCPN-NG的目的是进一步改善COCPN,以便能够应对由多个可能相互依存的应用程序控制循环(例如,在新兴的智能工厂中)组成的复杂的弹性控制应用程序。与第一个融资期相比,COCPN-NG考虑了相互依存的应用控制回路,即在物理(模拟)世界中相互影响的环,例如,倒置的摆动可以互相接触。由于未来的网络物理系统中设想的动态增加,该系统的详细手动预配置不被视为至关重要的选择。因此,在COCPN-NG中,我们计划为COCPN转换器提供自学习能力。我们将研究非参数在线回归技术作为一种可能的方法。此外,将根据系统的仿真实验对新开发的指标QOC和QM之间的相互依存关系的影响进行研究,并使用我们的仿真和评估框架COCPN-SIM进行应用程序控制,将追求更复杂的控制方法,而不是将完整的控制范围发送给Actuors,而不是普通的输入序列。此外,将研究如何在通信系统中使用传输控制数据包的控制应用程序特定的“值”(例如,临界),以转发最有价值的信息并丢弃价值较小的信息。这需要将研究的通信系统中的适合机制(例如ARQ机制,以价值为导向的排队)。基于这些机制,我们将设计一种根据弹性控制应用需求量身定制的控制感知的传输协议。我们将进行系统的仿真研究,以调查COCPN-NG在不断变化的通信条件下具有不同控制应用的情况下的可用性。我们将使用在第一个资金期间成功开发的COCPN-SIM。研究合适的权衡,例如,关于要交换的信息的详细信息与实现QOC是拟议项目的重要目标。此外,将研究有关沟通和控制复杂性以及资源可用性的权衡(例如,将研究资源受限的传感器和执行器的计算,存储和通信能力)。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Stability Analysis of Polytopic Markov Jump Linear Systems with Applications to Sequence-Based Control over Networks
多面马尔可夫跳跃线性系统的稳定性分析及其在基于序列的网络控制中的应用
- DOI:10.1016/j.ifacol.2020.12.1030
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Florian Rosenthal;Uwe D. Hanebeck
- 通讯作者:Uwe D. Hanebeck
Cooperative Congestion Control for Cyber-Physical Systems
信息物理系统的协作拥塞控制
- DOI:10.1109/meco52532.2021.9460239
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Markus Jung;Martina Zitterbart
- 通讯作者:Martina Zitterbart
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- DOI:10.1109/cdc40024.2019.9029717
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Florian Rosenthal;Uwe D. Hanebeck
- 通讯作者:Uwe D. Hanebeck
Hop-By-Hop: Advancing Cooperative Congestion Control for Cyber-Physical Systems
- DOI:10.1109/lcn52139.2021.9524887
- 发表时间:2021-10
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Markus Jung;M. Zitterbart
- 通讯作者:Markus Jung;M. Zitterbart
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Professor Dr.-Ing. Uwe D. Hanebeck其他文献
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