1.一种用于工程控制的网络化预测控制方法,其特征在于,包括:
将被控对象的输出数据缓存在传感器中,并将所述输出数据与时间戳打包,得到所述传感器的反馈数据,将所述反馈数据发送至控制器;
基于所述被控对象的输入输出模型、所述反馈数据、系统参考输入数据和历史控制量,并根据系统反馈通道随机网络时延和系统前向通道随机网络时延,计算控制量预测值,得到控制量预测值序列,将所述控制量预测值序列与所述时间戳打包发送至执行器;
由所述执行器根据所述时间戳选择预设控制信号,由所述预设控制信号对所述系统反馈通道随机网络时延和所述系统前向通道随机网络时延进行主动补偿。
2.根据权利要求1所述的用于工程控制的网络化预测控制方法,其特征在于,所述输入输出模型,包括:
a(z-1)y(k)=b(z-1)u(k-1)
式中,k表示当前时间,y(k)∈r,表示所述输出数据,u(k)∈r,表示系统控制输入数据;a(z-1)和b(z-1)分别为如下多项式:
其中,na和nb分别表示多项式a(z-1)和b(z-1)的阶次。
3.根据权利要求2所述的用于工程控制的网络化预测控制方法,其特征在于,所述系统反馈通道随机网络时延为
对应地,若
u(k)=f(z-1)u(k-1)+g(z-1)e(k)
式中,e(k)为输出跟踪误差,定义如下:
e(k)=r(k)-y(k)
f(z-1)和g(z-1)分别为如下多项式:
其中,nf和ng分别为多项式f(z-1)和g(z-1)的阶次。
4.根据权利要求3所述的用于工程控制的网络化预测控制方法,其特征在于,所述输出数据对应的序列包括:
y(k)=[y(k)y(k-1)…y(k-n)]
式中,n=max{na-1,ng}。
5.根据权利要求4所述的用于工程控制的网络化预测控制方法,其特征在于,所述基于所述输入输出模型、所述反馈数据、系统参考输入数据和历史控制量,并根据系统反馈通道随机网络时延和系统前向通道随机网络时延,计算控制量预测值,得到控制量预测值序列,将所述控制量预测值序列与所述时间戳打包发送至执行器,具体包括:
基于来自所述传感器的最新反馈数据
6.根据权利要求5所述的用于工程控制的网络化预测控制方法,其特征在于,所述基于所述输入输出模型、所述反馈数据、系统参考输入数据和历史控制量,并根据系统反馈通道随机网络时延和系统前向通道随机网络时延,计算控制量预测值,得到控制量预测值序列,将所述控制量预测值序列与所述时间戳打包发送至执行器,还包括:
在当前时间k,系统输出预测值为:
式中,i=1,2,…,
其中,j=1,2,…,na;
所述预设控制信号在
式中,
7.根据权利要求6所述的用于工程控制的网络化预测控制方法,其特征在于,所述由所述执行器根据所述时间戳选择预设控制信号,由所述预设控制信号对所述系统反馈通道随机网络时延和所述系统前向通道随机网络时延进行主动补偿,具体包括:
基于来自所述控制器的最新控制量预测值序列
8.一种用于工程控制的网络化预测控制系统,其特征在于,包括:
缓存模块,用于将被控对象的输出数据缓存在传感器中,并将所述输出数据与时间戳打包,得到所述传感器的反馈数据,将所述反馈数据发送至控制器;
控制模块,用于基于所述被控对象的输入输出模型、所述反馈数据、系统参考输入数据和历史控制量,并根据系统反馈通道随机网络时延和系统前向通道随机网络时延,由所述控制器采用预测控制算法,计算控制量预测值,得到控制量预测值序列,将所述控制量预测值序列与所述时间戳打包发送至执行器;
补偿模块,用于由所述执行器根据所述时间戳选择预设控制信号,由所述预设控制信号对所述系统反馈通道随机网络时延和所述系统前向通道随机网络时延进行主动补偿。
9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述用于工程控制的网络化预测控制方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述用于工程控制的网络化预测控制方法的步骤。