琚垚

摘 要：进入21世纪以来，互联网技术得到了空前发展，与互联网技术结合的控制系统理论及应用逐渐成为学术界关注的重点。基于此，本文梳理了网络化控制系统研究历程，分析了该领域的研究现状，探讨了网络化控制系统的模型设立、评估状态、信息迟滞、设计算法、通信约束等，并对下一步研究方向做了一定展望。

关键词：网络化控制系统;工业以太网;时延;调度

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）07-0022-03

Abstract： With the advent of the Internet era， the theory and application of networked control system has gradually become the focus of research. Therefore， This paper introduced the development history of networked control system， reviewed the current research situation in its field， and discussed the model establishment， evaluation status， information hysteresis， design algorithm， communication constraints of networked control system， and looked forward to its future research direction.

Keywords： networked control system; industrial ethernet; delay; scheduling

网络化控制系统的英文简称NCS，是在闭环网络环境下的自动反应控制系统。自20世纪末NCS作为一个新名词在学术界出现以后，一直是学术界的宠儿。与过去的电脑控制系统相比，NCS存在很多领先之处，特别是在资源流共享、远程操控、故障诊断力、设备安装等方面。网络和控制理论相结合对自动控制理论提出了新的研究要求，自动控制分析系统和传统自动控制存在较大不同，因为NCS分析的对象不再是孤立的控制过程，而是针对网络中所有设备控制系统的稳定性、稳健性等进行分析。

1 NCS的发展历程

20世纪中期，计算机在控制系统中的应用逐渐崭露头角。在后来出现的直接数字控制（DDC）系统中，传感器和执行器与计算机之间采用点对点连接，信号的传输、执行都由计算机控制[1]。简略的DDC示意图如图1所示。

1975年，分布式控制系統（DCS）TDC-2000作为理论与应用相结合的实际成果问世。在DCS系统中，用于控制的实时信号并不是通过工业以太网传输的，在以太网传输的是Switching signal、Alarm information、Monitoring information。……