无线网络化控制系统在近些年已成为学术研究的热点。无线网络化控制系统在当前呈现出非常活跃的研究态势，吸引了国际控制领域很多知名专家学者，如美国伊利诺伊大学香槟分校的Tamer Basar教授和加州大学圣巴巴拉分校的Joao Hespanha教授、 澳大利亚纽卡斯尔大学的Craig Goodwin教授, 瑞典皇家理工学院的Karl Henrik Johansson教授，等等（以上均为IEEE Fellow）。作为控制系统研究的顶尖学术组织,IEEE控制系统协会2003年组织控制界领军人物,发布了一份控制领域未来研究方向的指导性报告,其中五个建议研究方向的第一个就是控制、计算、通信融合的网络化系统[1]。时隔近10年,该协会在2011年又发布了一份类似的指导性报告,其中提出的四个交叉研究方向有三个与网络化系统直接相关[2]。这一研究趋势最终使得 IEEE 创办了名为 IEEE Transactions on Control of Network Systems 和IEEE Transactions on Network Science and Engineering的两个全新杂志来专注于报道这一领域的研究进展，而无线网络化控制系统则是其中最为重要和前沿的研究方向之一。

概而观之，在无线网络化控制系统的研究中，学者们主要关心两方面的问题：首先，如何改造传统网络化控制系统的理论和技术使之能够应用于无线情形；其次，无线通信所带来的独特之处如何特殊处理。从前一个角度考虑，诸多在传统网络化控制系统中得到广泛应用的控制理论和技术，如时滞系统理论、切换系统理论，等等，都可以在无线网络化控制系统的研究中找到用武之地[3], [4]；从后一个角度考虑，新的面向控制的通信协议和调度策略的设计就成为必然，而随之也就需要能够处理这一融合无线通信的新颖控制结构的控制理论和技术[5], [6]。

现有的研究成果可以大略分作从两种不同的研究路线而得来。一种研究路线是从传统的有线网络化控制系统的研究转变而来，关心无线通信与有线通信的不同点和在不同的通信特性下控制系统的设计和分析，而对如何改造无线通信协议以适应控制要求和如何应对不同于有线网络化控制系统的无线情形下的动态拓扑的考虑较少；另一种研究路线则从多自主体系统的研究转变而来，在这种研究中系统拓扑天然的是复杂的和动态的，但对无线通信特性的挖掘则不够深入。因此，现有研究中存在的共同问题是无线网络化控制系统中控制和通信二者的融合程度不够，往往通信协议和控制器的设计割裂开来，甚至更多情况下通信协议仅被视作给定的限制。这样分裂开的设计失掉了通过对通信和控制二者进行有机的联合设计而带来更大的性能提升的可能，导致了根本的保守性，如何克服这一缺点正是本研究项目提出的初衷所在。

参考文献

  1. [1]J. Araujo, M. Mazo, A. Anta, P. Tabuada, and K. H. Johansson, “System Architectures, Protocols and Algorithms for Aperiodic Wireless Control Systems,” IEEE Trans. Ind. Inform., vol. 10, no. 1, pp. 175–184, 2014.
  2. [2]H. R. Feyzmahdavian, T. Charalambous, and M. Johansson, “Stability and Performance of Continuous-Time Power Control in Wireless Networks,” IEEE Trans. Autom. Control, vol. 59, no. 8, pp. 2012–2023, 2014.
  3. [3]K. Gatsis, A. Ribeiro, and G. J. Pappas, “Optimal Power Management in Wireless Control Systems,” IEEE Trans. Autom. Control, vol. 59, no. 6, pp. 1495–1510, 2014.
  4. [4]S. X. Ding, P. Zhang, S. Yin, S. Yin, E. L. Ding, and E. L. Ding, “An Integrated Design Framework of Fault-Tolerant Wireless Networked Control Systems for Industrial Automatic Control Applications,” IEEE Trans. Ind. Inform., vol. 9, no. 1, pp. 462–471, 2013.
  5. [5]T. Samad and A. M. A. I. E. E. E. C. S. Society, “The Impact of Control Technology,” 2011.
  6. [6]R. M. Murray, K. J. Astrom, S. P. Boyd, R. W. Brockett, and G. Stein, “Future Directions in Control in an Information-Rich World,” IEEE Control Syst. Mag., vol. 23, no. 2, pp. 20–33, 2003.

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