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,信息物理系统可以建模为一组共享通信资源的共存应用控制环路,CoCPN的关键思想是通过平衡质量来实现应用控制环路之间通信资源的协作共享。在当前项目 CoCPN 中,我们考虑了每个循环都包含一个应用程序控制循环的独立控制应用程序。 CoCPN-ng 的目标是进一步改进 CoCPN,使其能够应对复杂、弹性的情况。控制应用程序包括多个可能相互依赖的应用控制循环,例如在新兴的智能工厂中,与第一个资助期相反,CoCPN-ng 考虑相互依赖的应用控制循环,即在物理(模拟)世界中相互影响的循环,例如倒立摆。由于未来网络物理系统的动态性增强,因此,在 CoCPN-ng 中,系统的详细手动预配置不被视为重要选项。我们计划为 CoCPN 翻译器提供自学习功能,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,我们还将研究应用控制循环之间的相互依赖性对新开发的指标 QoC 和 QM 的影响。使用我们的仿真和评估框架 CoCPN-Sim 进行系统仿真实验。关于应用控制,将寻求更复杂的控制方法,将完整的控制规律发送到执行器,而不是简单的输入序列。此外,还将研究控制应用的具体情况。所传输的控制数据包的“价值”(例如,关键性)可以在通信系统中利用,以便转发最有价值的信息并丢弃价值较低的信息,这需要通信系统中合适的机制(例如,ARQ机制、基于这些机制,我们将设计一个适合弹性控制应用需求的控制感知传输协议,我们将进行系统的模拟研究,以研究CoCPN-ng在其中的适用性。场景与我们将使用在第一个资助期间成功开发的 CoCPN-Sim 研究适当的权衡,例如关于正在交换的信息的细节与可实现的 QoC 的关系是一个重要目标。此外,还将研究通信和控制复杂性以及资源可用性(例如,资源受限的传感器和执行器的计算、存储和通信能力)的权衡。
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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