[发明专利]一种数据驱动预测云控制方法

摘要

本发明提供了一种数据驱动云控制方法，能够快速启动，并且可以处理约束。本发明采用离线数据准备方式，为数据驱动算法准备初始数据，解决了控制系统要求快速启动的问题；同时本发明将云辨识器和云控制器分开设计，首先通过云辨识器得到系统状态空间模型；然后根据模型，添加实际约束，建立最优化问题，使用模型预测控制方法，即滚动优化的方法，求解出最优预测控制序列，解决了现有数据驱动云控制方法不能处理约束的问题，并通过对应时延控制量实现网络补偿。

主权项

1.一种数据驱动预测云控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，在本地受控系统和云服务器之间建立通信系统，形成云端‑本地控制回路；步骤2，在云服务器中首先使用PID算法生成或随机输入控制量获得离线数据，将其传输并施加到本地受控系统中，将本地受控系统返回的控制量和对应的输出信息以Hankel矩阵形式储存，得到Hankel矩阵；步骤3，云服务器根据Hankel矩阵，辨识获得本地受控系统的状态空间矩阵；步骤4，在云服务器中根据本地受控系统的状态空间矩阵，先利用系统辨识得到本地受控系统的数学模型，基于本地受控系统的数学模型，利用预测控制方法建立系统应满足的约束条件，计算出当前k时刻的最优预测控制序列；记录开始计算时的时刻t1，并将最优预测控制序列和时刻t1发送到本地受控系统；步骤5，本地受控系统记录接收到最优预测控制序列时的时刻t2；由时刻t1和时刻t2算出网络时延τ；在最优预测控制序列中，从第ceil(τ)个分量开始作为实际施加的控制量，施加到本地受控系统，得到对应的输出信息；其中ceil(·)代表向上取整；将实际施加控制量和对应的输出信息一起返回云服务器，更新Hankel矩阵；重复执行步骤3‑5，直至实现稳定控制或重复次数达到设定值，实现数据驱动云控制。