舰船云控制系统体系架构及关键技术分析∗
2021-06-28方兴
舰船电子工程 2021年6期
关键词:系统
方 兴
(海装驻武汉第四军事代表室 武汉 430205)
1 引言
自20世纪50年代末电子数字计算机应用于直接数字控制系统以来[1],控制科学便在以计算机技术为核心的信息科学的助推下快速发展,控制理论从基于传递函数模型的经典控制,先后发展到基于受限状态空间模型的现代控制理论,以及涵盖预测控制、鲁棒控制、自适应控制和智能控制等方法的先进控制理论[2],控制系统从点对点集中式控制发展到以控制网络为普遍要素的网络化控制系统(Network Control System,NCS),控制系统的测控效能不断得到提升。与此同时,以可计算性理论为起点,计算机信息系统从最初的大型机分时共享发展到基于虚拟化技术的分布式云计算架构,实现了计算资源的动态弹性扩展和集约化规模部署,为解决冯·诺依曼计算架构功耗墙和存储墙的瓶颈问题,进一步提升云计算的效能,计算机信息系统逐步向存算一体化、异构加速计算等方向发展。
如图1所示,一直以来,控制科学与信息科学在理论、工程和技术等方面始终保持平行独立发展的态势,虽然部分理论和方法互有借鉴,但二者之间从未有过深层次的交融,控制系统与信息系统之间始终存在架构不兼容、数据不流通、信息不共享的问题。

图1 云控制系统的技术演进路线[3]
在互联网+、大数据、云计算、5G通信、物联网等技术的驱动下,第四次工业革命已然来临,云控制系统(Cloud Control Systems,CCSs)成为实现OT与IT融合发展的核心技术,在云控制系统中,“云”是控制系统中的主体,“云”是控制“大脑”,云控制系统的思想在国内外学术界和工业界已经达成共识,是未来控制系统发展的重要方向,如图1所示。……
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