9、网络物理系统中的延迟补偿与事件触发控制策略

网络物理系统中的延迟补偿与事件触发控制策略

1. 网络输出跟踪控制的延迟补偿策略

在网络物理系统（CPS）的控制中，网络通信延迟是一个常见且影响系统性能的问题。为了解决这一问题，提出了两种主要的控制策略：基于缓冲区的方法和基于数据包的方法。

• 基于缓冲区的方法 ：该方法旨在让观测器准确知晓工厂的当前控制输入。然而，此方法在控制器到执行器的最大延迟 $\bar{d}_{ca}$ 较小时才有效，这限制了其应用范围。
• 基于数据包的方法 ：为了补偿较大的网络通信延迟带来的负面影响，提出了基于数据包的网络延迟补偿控制方法。在时间 $k$ 时，将之前的控制预测输入（CPIs） $u(k + \bar{d} {ca} - i|k - i)$（$i = 1, 2, \cdots, \bar{d} {ca}$）以及当前的 CPI $u(k + \bar{d} {ca}|k)$ 封装成一个“数据包” $U(k) = [u(k|k - \bar{d} {ca}), u(k + 1|k - \bar{d} {ca} + 1), \cdots, u(k + \bar{d} {ca}|k)]$，并通过网络发送到执行器端。

由于时变的网络通信延迟有界，在时刻 $k$，执行器能接收到数据包 $U(k - \bar{d} {ca}), U(k - \bar{d} {ca} + 1), \cdots, U(k)$ 中的一个，但由于延迟的时变性，无法确定具体是哪一个。而且，数据包可能会出现乱序，执行器会比较