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公开(公告)号：CN111045331A
公开(公告)日：2020-04-21
申请号：CN201911358072.2
申请日：2019-12-25
申请人： 北方工业大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明实施例提供一种网络化控制系统及预测输出跟踪控制方法，网络化控制系统包括数据缓存器、预测控制器和时延补偿器；数据缓存器缓存被控对象的输出数据序列，预测控制器，用于根据被控对象的输出数据序列和参考输入信号，基于被控对象的增广状态空间模型，计算控制量预测值序列，且将控制量预测值序列发送给时延补偿器；时延补偿器从控制量预测值序列中选取施加于被控对象的控制信号，以实现对反馈通道和前向通道中的随机网络时延的主动补偿。本发明实施例充分利用通信网络的“包传输”特性，主动补偿网络化系统反馈通道和前向通道中存在的随机网络诱导时延、数据包乱序与丢失。
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公开(公告)号：CN111077781A
公开(公告)日：2020-04-28
申请号：CN201911358028.1
申请日：2019-12-25
申请人： 北方工业大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明实施例提供一种网络化控制系统及其输出跟踪控制方法，网络化控制系统包括数据缓存器、预测控制器和时延补偿器；数据缓存器缓存被控对象的输出数据序列，预测控制器，用于根据被控对象的输出数据序列和参考输入信号，基于被控对象的实时动态线性化数据模型，计算控制量预测值序列，且将控制量预测值序列发送给时延补偿器；时延补偿器从控制量预测值序列中选取施加于被控对象的控制信号，以实现对反馈通道和前向通道中的随机网络时延的主动补偿。本发明实施例充分利用通信网络的“包传输”特性，主动补偿网络化系统反馈通道和前向通道中存在的随机网络诱导时延、数据包乱序与丢失。
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公开(公告)号：CN105334734A
公开(公告)日：2016-02-17
申请号：CN201510738016.7
申请日：2015-11-03
申请人： 北方工业大学 , 北京科慧德自动化技术有限公司
IPC分类号： G05B13/04 , G05B19/418
CPC分类号： Y02P90/02
摘要： 本发明公开了一种基于数据的网络化控制系统的时延和丢包补偿方法及装置，该方法包括，获取被控对象的输入数据、输出数据及参考输入序列，并将当前采样时刻作为时间戳；基于所述输入数据和输出数据建立被控对象的等价数据模型，并根据所述等价数据模型、输入数据、输出数据及参考输入序列计算控制增量预测值序列；根据所述时间戳确定前向通道与反向通道的随机时延及丢包，并根据时延及丢包的情况基于所述控制增量预测值序列得到控制信号，将所述控制信号施加于被控对象对随机时延及丢包进行补偿。该方法解决了现有技术中基于模型的补偿方法高度依赖被控对象的数学模型的问题，提高了控制系统的收敛速度和跟踪性能，便于在实际工程中进行应用。
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公开(公告)号：CN111077781B
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN201911358028.1
申请日：2019-12-25
申请人： 北方工业大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明实施例提供一种网络化控制系统及其输出跟踪控制方法，网络化控制系统包括数据缓存器、预测控制器和时延补偿器；数据缓存器缓存被控对象的输出数据序列，预测控制器，用于根据被控对象的输出数据序列和参考输入信号，基于被控对象的实时动态线性化数据模型，计算控制量预测值序列，且将控制量预测值序列发送给时延补偿器；时延补偿器从控制量预测值序列中选取施加于被控对象的控制信号，以实现对反馈通道和前向通道中的随机网络时延的主动补偿。本发明实施例充分利用通信网络的“包传输”特性，主动补偿网络化系统反馈通道和前向通道中存在的随机网络诱导时延、数据包乱序与丢失。
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公开(公告)号：CN111061154B
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN201911358087.9
申请日：2019-12-25
申请人： 北方工业大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明实施例提供一种用于工程控制的增量式网络化预测控制方法及系统。该方法包括：将输出数据缓存在传感器中并与时间戳打包，得到传感器的反馈数据发送至控制器；基于被控对象的增量式输入输出模型，计算控制量预测值，得到控制量预测值序列并发送至执行器，由执行器根据时间戳选择预设控制信号，对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进行主动补偿。本发明实施例通过设定将闭环网络化控制系统的稳定性与跟踪性能与反馈通道和前向通道中随机网络诱导时延、数据包乱序与丢失等通信约束无关，不仅便于控制系统的设计与实现，而且可以保证良好的跟踪性能，即使系统与其模型不匹配，只要闭环系统稳定，仍可实现零稳态输出跟踪误差。
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公开(公告)号：CN111103881A
公开(公告)日：2020-05-05
申请号：CN201911358078.X
申请日：2019-12-25
申请人： 北方工业大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明实施例提供一种多智能体编队防碰撞控制方法及系统。该方法包括：基于虚拟主智能体的加速度、多智能体动态邻接矩阵元素、第一智能体与期望轨迹的速度误差、第一智能体与期望轨迹的位置误差、第二智能体与期望轨迹的速度误差和第二智能体与期望轨迹的位置误差构建编队控制器，由编队控制器控制若干智能体完成编队任务；基于势场函数、第一智能体速度、第一智能体与第二智能体间距和智能体最小安全半径构建防碰撞控制器，由防碰撞控制器实现若干智能体的防碰撞任务。本发明实施例通过将碰撞锥思想和人工势场思想应用于多智能体编队防碰撞策略，同时利用智能体位置和速度信息，能够准确判断有无碰撞危险，并将速度引入势场函数进行主动补偿。
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公开(公告)号：CN105334734B
公开(公告)日：2018-02-06
申请号：CN201510738016.7
申请日：2015-11-03
申请人： 北方工业大学 , 北京科慧德自动化技术有限公司
IPC分类号： G05B13/04 , G05B19/418
CPC分类号： Y02P90/02
摘要： 本发明公开了一种基于数据的网络化控制系统的时延和丢包补偿方法及装置，该方法包括，获取被控对象的输入数据、输出数据及参考输入序列，并将当前采样时刻作为时间戳；基于所述输入数据和输出数据建立被控对象的等价数据模型，并根据所述等价数据模型、输入数据、输出数据及参考输入序列计算控制增量预测值序列；根据所述时间戳确定前向通道与反向通道的随机时延及丢包，并根据时延及丢包的情况基于所述控制增量预测值序列得到控制信号，将所述控制信号施加于被控对象对随机时延及丢包进行补偿。该方法解决了现有技术中基于模型的补偿方法高度依赖被控对象的数学模型的问题，提高了控制系统的收敛速度和跟踪性能，便于在实际工程中进行应用。
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公开(公告)号：CN105607604A
公开(公告)日：2016-05-25
申请号：CN201610073543.5
申请日：2016-02-02
申请人： 北方工业大学 , 北京科慧德自动化技术有限公司 , 青岛亿海联盟信息科技有限公司
IPC分类号： G05B19/418
CPC分类号： Y02P90/02 , G05B19/4185
摘要： 本发明公开了一种能够补偿数据丢包的网络化控制系统及控制方法，该系统包括：传感模块，位于反馈通道被控端，实时采集被控对象的输出数据；控制模块，位于前向通道控制端，根据当前时刻的参考输入信号及接收到的所述输出数据计算当前时刻的控制增量；执行模块，位于前向通道被控端，根据到达的当前时刻的控制增量获取控制信号施加于被控对象，其中，在执行模块内部设置有丢包补偿单元，当无控制增量到达时，所述丢包补偿单元根据最后到达的控制增量构造控制信号施加于被控对象。该系统可以在不需要知道被控对象的数学模型、阶数、时滞以及其他先验知识的情况下对反馈通道和前向通道中的随机丢包进行补偿，节省网络带宽和能量消耗。
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公开(公告)号：CN111103881B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN201911358078.X
申请日：2019-12-25
申请人： 北方工业大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明实施例提供一种多智能体编队防碰撞控制方法及系统。该方法包括：基于虚拟主智能体的加速度、多智能体动态邻接矩阵元素、第一智能体与期望轨迹的速度误差、第一智能体与期望轨迹的位置误差、第二智能体与期望轨迹的速度误差和第二智能体与期望轨迹的位置误差构建编队控制器，由编队控制器控制若干智能体完成编队任务；基于势场函数、第一智能体速度、第一智能体与第二智能体间距和智能体最小安全半径构建防碰撞控制器，由防碰撞控制器实现若干智能体的防碰撞任务。本发明实施例通过将碰撞锥思想和人工势场思想应用于多智能体编队防碰撞策略，同时利用智能体位置和速度信息，能够准确判断有无碰撞危险，并将速度引入势场函数进行主动补偿。
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公开(公告)号：CN111025913B
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN201911360356.5
申请日：2019-12-25
申请人： 北方工业大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明实施例提供一种用于工程控制的网络化预测控制方法及系统。该方法包括：将输出数据缓存在传感器中并与时间戳打包，得到传感器的反馈数据发送至控制器；基于被控对象的输入输出模型，计算控制量预测值，得到控制量预测值序列，与时间戳打包发送至执行器，由执行器根据时间戳选择预设控制信号，对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进行主动补偿。本发明实施例通过设定将闭环网络化控制系统的稳定性与跟踪性能与反馈通道和前向通道中的随机网络诱导时延、数据包乱序与丢失等通信约束无关，不仅便于控制系统的设计与实现，而且可以保证良好的跟踪性能，且控制结构简单，易于实现，便于推广。
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