Networked and Event-Triggered Control Approaches in Cyber-Physical Systems

درج شبکه‌های ارتباطی در حلقه‌های کنترل بازخورد، تجزیه و تحلیل و سنتز سیستم‌های فیزیکی-سایبری (CPS) را پیچیده می‌کند، و عدم قطعیت‌های ناشی از شبکه ممکن است عملکرد کنترل سیستم را کاهش دهد. بنابراین، این کتاب به بررسی جبران تاخیر شبکه‌ای و رویکردهای کنترل رویداده‌ای برای یک سری از CPS‌ها می‌پردازد که در معرض عدم قطعیت‌های ناشی از شبکه هستند.

نویسندگان با مقدمه‌ای بر مفاهیم و چالش‌های CPS شروع می‌کنند، و به دنبال آن مروری بر رویکردهای کنترل شبکه‌ای و استراتژی‌های کنترل رویداده‌ای در CPS دارند. سپس، جبران تأخیر شبکه‌ای و رویکردهای کنترل حادثه‌ای برای CPS‌های با تأخیر ارتباط شبکه، خروج داده‌ها، کوانتیزه‌سازی سیگنال و ارتباطات راه‌اندازی رویداد پیشنهاد شده‌اند. به طور خاص، رویکردهای جبران تاخیر شبکه‌ای برای نیروگاه کنترل‌شده شبکه‌ای خطی/غیرخطی با تاخیرهای ارتباطی شبکه‌ای متغیر و تصادفی و حذف داده‌ها پیشنهاد شده‌اند. برای کاهش بار محاسباتی و بارهای ارتباطی شبکه در CPSها، کنترل رویداد، کنترل خود راه‌انداز، طراحی مشترک تکنیک‌های کنترل رویداد و کنترل کوانتیزه، و رویکردهای کنترل رد اختلال ناشی از رویداد نیز ارائه شده‌اند.

این کتاب یک متن ضروری برای محققان و مهندسین علاقه‌مند به امنیت سایبری، کنترل شبکه‌ای و CPS است. همچنین برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی در زمینه های علوم، مهندسی و علوم کامپیوتر مفید خواهد بود.

The insertion of communication networks in feedback control loops complicates analysis and synthesis of Cyber-Physical Systems (CPSs), and network-induced uncertainties may degrade system control performances. Thus, this book researches networked delay compensation and event-triggered control approaches for a series of CPSs subject to network-induced uncertainties.

The authors begin with an introduction to the concepts and challenges of CPSs, followed by an overview of networked control approaches and event-triggered control strategies in CPSs. Then, networked delay compensation and event-triggered control approaches are proposed for CPSs with network communication delay, data dropout, signal quantization and event-triggered communication. More specifically, networked delay compensation approaches are proposed for linear/nonlinear networked controlled plant with time-varying and random network communication delays and data dropouts. To reduce computational burden and network communication loads in CPSs, event-triggered control, self-triggered control, co-design of event-triggered control and quantized control techniques, and event-triggered disturbance rejection control approaches are also presented.

This book is an essential text for researchers and engineers interested in cybersecurity, networked control, and CPS. It would also prove useful for graduate students in the fields of science, engineering, and computer science.