基于Simulink的嵌入式網(wǎng)絡(luò)化控制仿真實(shí)現(xiàn)

前向通道延時(shí)補(bǔ)償

執(zhí)行器的接收端開(kāi)辟有緩存區(qū)，控制器節(jié)點(diǎn)采用基于模型的預(yù)測(cè)控制算法，在一個(gè)周期內(nèi)計(jì)算包括當(dāng)前時(shí)刻的控制時(shí)域步的控制信號(hào)，連同該采樣時(shí)刻的時(shí)間戳信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給執(zhí)行器。執(zhí)行器在采樣周期到來(lái)時(shí)，根據(jù)收到的控制信號(hào)的情況做出相應(yīng)的處理。具體補(bǔ)償方法如下。

控制器以廣義預(yù)測(cè)控制GPC（Generalized PredictiveControl）作為控制算法，被控對(duì)象模型采用受控自回歸積分滑動(dòng)平均模型（CARIMA），用下列離散差分方程描述：

d 為被控對(duì)象時(shí)延， Δ= 1-z-1 表示差分算子， ω（t ） 是隨機(jī)變量序列。最優(yōu)控制軌跡是通過(guò)最小化式（5）所表達(dá)的性能指標(biāo)函數(shù)得到的：

其中N1 和N2 代表最小和最大預(yù)測(cè)時(shí)域長(zhǎng)度，M為控制時(shí)域長(zhǎng)度， ρ為控制增量加權(quán)因子，定義P=N2 -N1。） （ ?y（ t+i） 為模型預(yù)測(cè)輸出，yr（t+i） 為輸出參考軌跡， 對(duì)于i=1,2, Λ，N2-N1，有丟番圖（Diophantine）方程：

階和max（na.nc-i ，nb-i）階，（i-1）階和max（nc-1），（nb-1）階多項(xiàng)式。

在t時(shí)刻的最優(yōu)控制律軌跡為：

在執(zhí)行周期l，執(zhí)行器應(yīng)根據(jù)收到的控制信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)，由于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的存在，當(dāng)前時(shí)刻的控制信號(hào)可能無(wú)法到達(dá)，執(zhí)行器根據(jù)緩存區(qū)存儲(chǔ)的控制信號(hào)，利用時(shí)間戳信息，使用離當(dāng)前時(shí)刻最近的控制信號(hào)對(duì)該時(shí)刻的預(yù)測(cè)值即，