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| 編輯推薦： |
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将互联网引入工业过程的监视与控制领域，具有开创性的理论和应用的双重价值。
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| 內容簡介： |
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本书是一本专门研究基于互联网的控制系统设计与应用的学术专著，书中主要针对工业界对使用互联网进行实时交互和远程监督与控制的需求，以及将互联网技术引入控制系统所带来的诸多技术难题和挑战，系统地阐述由作者提出的用于处理基于互联网的控制系统设计方法和最新研究成果。本书融合了计算机科学和控制工程两大学科领域，引申出一个交叉性、综合性的互联网控制研究新方向。书中论述的内容都是作者提出或者直接参与设计的，其中的研究成果都是已经由工业界实际验证并得到认可的，能够为该技术用于解决实际工程问题提供技术支持和保障。
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| 關於作者： |
杨双华，英国拉夫堡大学计算机系教授，校董事会董事，计算机系科研副主任，网络通信与控制实验室主任。主要从事专业：无线通信、传感器网络、信息处理、过程控制、物联网、应急管理。学术任职：英国测量与控制学会会士（Fellow）；美国IEEE高级会员（Senior Member）；英国注册工程师；英国工程与物理科学基金评审委员；多个著名国际期刊副主编。中国科技部973海外评审专家，中国国家科技奖海外评审专家，中国国家自然科学基金重大项目海外评审专家。香港城市大学计算机科学学科研究评估海外专家。爱尔兰、英国、沙特、卡扎尔、约旦等国家的众多大学教授资格评审专家。为国内华中科技大学、华中师范大学、大连海事大学、中国石油大学、浙江工业大学等多个国内知名大学的客座教授。
曹江涛，博士，辽宁石油化工大学教授，硕士生导师，中国自动化学会青年工作委员会委员，中国自动化学会机器人专业委员会委员，IEEE学会会员和IEEE 学会CIS成员。入选辽宁省百千万人才工程千人层次，入选首批辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划。于2009年获得英国普茨茅斯大学博士学位，随后分别在英国朴茨茅斯大学工业研究所和日本东京都立大学机器人研究所做助理研究员（RA）和特任研究员（RF）。其研究方向为复杂非线性系统的二型模糊推理和控制，以及由此引申出的从知觉到行为的智能联结相关方法研究。先后主持和参加过国家863计划项目、国家自然科学基金项目、教育部留学回国人员启动基金项目、英国工程及物理科学研究委员会（EPSRC）项目、英国工商部（DTI）及PML电机公司博士奖学金项目、日本东京都创新基金项目、辽宁省高校创新团队支持计划项目等。
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| 目錄：
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第1章 引言
1.1 网络控制系统
1.2 基于互联网的控制系统
1.3 NCSICS的挑战
1.4 本书的目的
参考文献
第2章 基于互联网的控制系统需求分析
2.1 引言
2.2 需求分析
2.3 基于互联网的控制系统功能模型
2.4 信息系统框架
2.5 信息系统框架可能的实现形式
2.6 小结
参考文献
第3章 基于互联网的控制系统结构设计
3.1 引言
3.2 传统的双向远程操作系统
3.3 基于互联网的远程控制
3.4 基于互联网的控制系统规范结构
3.5 小结
参考文献
第4章 基于Web的用户界面设计
4.1 基于Web的用户界面特点
4.2 多媒体用户界面设计
4.3 应用实例
4.3.1 系统结构
4.3.2 设计原则
4.3.3 系统实现
4.4 小结
参考文献
第5章 基于互联网的实时数据传输
5.1 实时数据处理
5.1.1 实时数据传输的特点
5.1.2 小型和大型数据
5.2 基于XML的数据封装
5.2.1 结构映射
5.2.2 数据映射
5.3 实时数据传输机制
5.3.1 基于RMI的数据传输结构
5.3.2 数据对象优先级
5.4 应用实例
5.4.1 系统描述
5.4.2 数据传输的优先级
5.4.3 系统实现
5.4.4 仿真结果及分析
5.4.5 基于RMI数据传输的优点
5.5 小结
参考文献
第6章 从网络角度处理网络传输延迟和数据丢失
6.1 基于互联网的控制对网络基础架构的要求
6.2 互联网通信的特点
6.3 TCP和UDP的对比分析
6.4 面向基于互联网控制的网络基础架构
6.4.1 实时控制协议
6.4.2 服务质量管理和时间同步
6.5 基于互联网的控制系统典型实现
6.5.1 实验设置
6.5.2 系统实现
6.6 小结
参考文献
第7章 从控制的角度处理网络传输延迟和数据的丢失
7.1 克服网络传输延迟
7.2 操作员位于远程的控制结构
7.3 带可变采样周期的基于互联网的控制
7.4 多速率控制
7.4.1 过程控制中的双层结构
7.4.2 多速率控制
7.5 时滞补偿器设计
7.5.1 反馈通道的补偿
7.5.2 前馈通道的补偿
7.6 仿真研究
7.6.1 多速率控制方案的仿真
7.6.2 采样周期为变量的时滞补偿器仿真
7.7 实验研究
7.7.1 虚拟监督参数控制
7.7.2 双速率控制的时延补偿
7.8 小结
参考文献
第8章 基于互联网的多速率SISO控制系统设计
8.1 引言
8.2 离散时间的多速率控制方案
8.3 设计方法
8.4 稳定性分析
8.5 仿真研究
8.6 实时应用研究
8.7 小结
参考文献
第9章 基于互联网的多速率MIMO控制系统设计
9.1 引言
9.2 系统建模
9.2.1 状态反馈控制
9.2.2 输出反馈控制
9.3 控制器设计
9.4 稳定性分析
9.5 设计过程
9.6 基于模型的时滞补偿
9.6.1 反馈通道传输延迟的补偿
9.6.2 前馈通道传输时滞的补偿
9.6.3 远程控制器的状态反馈控制统一形式
9.7 仿真研究
9.8 小结
参考文献
第10章 系统安全性和保密性
10.1 引言
10.2 安全性和保密性的相似性
10.3 保密性检查的框架
10.3.1 阻止可能的恶意攻击的系统框架
10.3.2 基于“What-If”的保密性检查框架
10.4 控制命令传输保密性
10.4.1 混合算法
10.4.2 实验研究
10.5 安全性检查
10.6 应用实例
10.6.1 保密措施
10.6.2 安全性检查
10.7 小结
参考文献
第11章 基于互联网的远程控制性能监测与维护
11.1 引言
11.2 性能监测
11.2.1 数据的采集与存储
11.2.2 数据分析和性能辨识
11.2.3 性能监测的类别
11.3 控制系统的性能监测
11.3.1 控制性能监测的通用原则
11.3.2 控制性能指标和广义似然比检验
11.3.3 性能补偿器设计
11.4 远程控制性能维护
11.4.1 远程维护的架构
11.4.2 后端系统的实现
11.4.3 前端系统的实现
11.5 应用实例
11.5.1 系统描述
11.5.2 故障设置
11.5.3 故障补偿
11.6 小结
参考文献
第12章 基于互联网的远程控制系统的设计与实现
12.1 引言
12.2 实时控制系统的生命周期
12.3 集成环境
12.3.1 现实世界与虚拟世界的交互
12.3.2 可用的集成框架
12.3.3 通用集成环境的结构
12.4 通用集成环境的典型实现
12.4.1 设计工作台
12.4.2 投运新设计的控制器
12.4.3 集成环境下的合作
12.5 应用实例
12.5.1 工作台测试
12.5.2 工作台上测试水箱模型和控制器
12.5.3 新设计的控制器的安装
12.6 小结
参考文献
第13章 结论
13.1 总结
13.2 未来的工作
参考文献
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| 內容試閱：
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译者序
本书原著由英国拉夫堡大学（Loughborough University）教授杨双华（ShuangHua Yang）所著。该书是首次专门研究基于互联网的控制系统的一本专著，近年来，互联网的发展是惊人的，也是引领时代发展的。互联网作为一种得到广泛普及的信息交互和数据传输载体，已经对当今社会产生了重大的影响，也涉及了工业界的各个领域。本书中主要针对工业界对使用互联网进行实时交互和远程监督与控制的需求，以及将互联网技术引入控制系统所带来的诸多技术难题和挑战，系统地阐述由作者提出的用于处理基于互联网的控制系统设计方法和最新研究成果。
本书融合了计算机科学和控制工程两大学科领域，引申出一个交叉性、综合性的互联网控制研究新方向，书中论述的内容都是作者提出或者直接参与设计的，其中的研究成果已经由工业界实际验证并得到认可、能够为该技术用于解决实际工程问题提供技术支持和保障。这是一本将理论和应用有效结合的专著，集作者多年潜心研究工作之大成，因此译者非常希望通过对该书的翻译，将书中的先进理论和技术应用成果奉献给国内计算机科学和控制工程领域的科研工作者和工程设计人员，以期使基于互联网的控制系统研究在国内得到更多的关注。
本书由辽宁石油化工大学曹江涛教授和沈阳航空航天大学姬晓飞博士主笔翻译，参加翻译工作的还有译者指导的2011级和2012级研究生们。在翻译过程中，原著作者杨双华教授给予很多的指导和帮助，他严谨的态度、渊博的学识和敏锐的思维都让译者受益匪浅。
在此，对以上各位在翻译本书过程中辛勤的付出表示最衷心的感谢。另外，该书的翻译得到了国家自然科学基金项目（6120 3021）、辽宁省自然科学基金项目（2013020024）的资助，对此一并表示感谢。
译者：曹江涛姬晓飞
2014年2月
原著序言
（此书献给我的爱妻丽丽和两位英俊的儿子Bob和James）
如今，互联网不仅在我们日常的生活和工作中起到非常重要的作用，而且在实时的工业制造、规划和管理等领域也同样发挥着重要的作用。在最近的十年间，人们通过开展大量的研究，开发了一种新的技术，我们称之为基于互联网的控制系统。该研究使人们通过互联网对工业过程进行监视和控制成为了可能。互联网的使用为工业界的实时交互和远程监视与控制带来诸多的益处。尽管这种方法看起来是可行的，但是将互联网引入控制系统也带来了许多新的挑战。传统的控制系统设计方法对新的系统并不完全适用。因此，需要重新考虑的设计问题包括说明需求、结构选择、用户界面设计、互联网延迟以及网络控制系统稳定性、安全性和保密性。比如，互联网传输延迟可以导致传输数据的混乱和数据丢失，甚至在极端情况下，会导致整个系统的不稳定。我们同样需要关注保密性问题。如果恶意的黑客获得对互联网控制系统的操作权，后果将是灾难性的。
本书主要研究基于互联网的控制系统。该系统可以使用互联网作为通信网络，通过一个集中放置的集线器，对放置在不同区域的传感器和执行器进行统一的监视和控制。本书旨在系统地阐述由作者提出的用于处理以上各类关于互联网控制系统设计的方法和研究成果。此外，本书还通过一些实际的应用实例，探讨了互联网控制的应用前景。书中提到的最新的研究成果多数都是作者提出或者直接参与设计的。这些成果既是对现存问题的新的解决方案，也是对互联网控制系统未来应用的展望。本书是目前唯一的一本能够把多个研究方向，主要是计算机科学和控制工程领域，纳入一个总体研究主题的学术著作。每次当我与工业界的人士谈论基于互联网的控制系统时，都会马上被问到一个问题：冒着危及系统安全的危险，去实施基于互联网的控制系统值得吗？本书也许可以为您建立起足够的信心，将其中的新技术用于您自己的研究或者工业应用中。
本书包括引言和结论在内共计13章，第2～10章主要从控制工程的角度对上述的设计问题给出解决的方案，第11～12章从计算机网络的角度，对互联网控制系统未来的应用、远程性能监测、远程设计、测试和维护等方面进行了阐述。
本书既可以作为一本教材，也可以作为一本参考书。它适用于控制工程领域、计算机网络领域的控制和系统工程师、实时控制系统软件开发者和IT专业人士。本书也可以作为大学高年级学生的关于互联网系统设计的教科书，或者研究生阶段用于实时软件设计的高级例程，它还可以作为讲授通用互联网系统的教材。
作者：英国拉夫堡大学杨双华ShuangHua Yang教授
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