4、分布式控制与信息处理：原理、挑战与应用

分布式控制与信息处理：原理、挑战与应用

1 控制层级与机制

在控制系统中，不同层级的控制器发挥着不同的作用。高层级的控制动作通常更具侵入性，因此高层级控制器会花费更多时间来评估哪种控制动作能使局部效用最大化。这种基于自下而上的控制理念，旨在限制那些可能对整个系统效用产生不利影响的局部快速效用增益。

1.1 控制器层级结构

控制系统存在一个明确的层级结构，主要包括系统控制器、任务控制器和串控制器，它们之间的关系如下：
- 串控制器 ：负责对质量和吞吐量进行快速的低层级调整，以维持其局部串的效用。
- 任务控制器 ：当串控制器无法维持其局部效用时，任务控制器会进行有限的资源重新部署，以支持局部串。
- 系统控制器 ：若任务控制器也无法维持其局部效用，它会向系统控制器发送请求，要求重新初始化系统资源。系统控制器有权要求基础设施分配器对系统资源进行全面重新初始化。

1.2 控制器交互方式

控制器之间通过直接通信进行交互，同时它们通过资源状态获取有关系统资源或性能的信息。以下是控制层级的示意图：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(System控制器):::process --> B(任务控制器):::process
    B --> C(串控制器):::process