TITO NCS uncertain time-delay hybrid control method, which belongs to the multi input bandwidth of the limited resources of the technical field of a control system of multi output network. According to a TITO NCS, the mutual influence between the two input and two output signals, due to network delay generated in the network data transmission between nodes, not only affects the stability of its own closed loop control circuits, but also will affect the stability of a closed-loop control circuit, and even lead to TITO NCS lost stability problem, put forward the network data between all nodes in the real TITO NCS transmission process, instead of the indeterminate compensation model of the network delay and the two circuit implementation of IMC and SPC hybrid control, can be exempt from the node between the network delay measurement, estimation or identification, exempt from the requirement to node synchronous clock signal, can reduce to determine the effect of time delay on the stability of NCS TITO, improve the quality of the system control performance.
【技术实现步骤摘要】
一种两输入两输出网络控制系统不确定时延混杂控制方法
本专利技术涉及自动控制技术,网络通信技术和计算机技术的交叉领域,尤其涉及带宽资源有限的多输入多输出网络控制系统
技术介绍
随着网络通信、计算机和控制技术的发展,以及生产过程控制日益大型化、广域化、复杂化及网络化的发展,越来越多的网络技术应用于控制系统。网络控制系统(Networkedcontrolsystems,NCS)是指基于网络的实时闭环反馈控制系统,NCS的典型结构如图1所示。NCS可实现复杂大系统及远程控制,节点资源共享,增加系统的柔性和可靠性,近年来已被广泛应用于复杂工业过程控制、电力系统、石油化工、轨道交通、航空航天、环境监测等多个领域。在NCS中,当传感器、控制器和执行器通过网络交换数据时,网络可能存在多包传输、多路径传输、数据碰撞,网络拥塞甚至连接中断等现象,使得NCS面临诸多新的挑战。尤其是不确定网络时延的存在,可降低NCS的控制质量,甚至使系统失去稳定性,严重时可能导致系统出现故障。目前,国内外对于NCS的研究,主要是针对单输入单输出(Single-inputandsingle-output,SISO)网络控制系统,分别在网络时延恒定、未知或随机,网络时延小于一个采样周期或大于一个采样周期,单包传输或多包传输,有无数据包丢失等情况下,对其进行数学建模或稳定性分析与控制。但是,针对实际工业过程中,普遍存在的至少包含两个输入与两个输出(Two-inputandtwo-output,TITO)所构成的多输入多输出(Multiple-inputandmultiple-output,M ...
【技术保护点】
一种两输入两输出网络控制系统不确定时延混杂控制方法,其特征在于该方法包括以下步骤:对于闭环控制回路1:(1).当传感器S1节点被周期为h
【技术特征摘要】
1.一种两输入两输出网络控制系统不确定时延混杂控制方法,其特征在于该方法包括以下步骤:对于闭环控制回路1:(1).当传感器S1节点被周期为h1的采样信号触发时,将采用方式A进行工作;(2).当控制器C节点被反馈信号y1b(s)触发时,将采用方式B进行工作;(3).当执行器A1节点被IMC信号u1(s)触发时,将采用方式C进行工作;对于闭环控制回路2:(4).当传感器S2节点被周期为h2的采样信号触发时,将采用方式D进行工作;(5).当控制器C节点被反馈信号y2b(s)触发时,将采用方式E进行工作;(6).当执行器A2节点被控制信号u2(s)触发时,将采用方式F进行工作;方式A的步骤包括:A1:传感器S1节点工作于时间驱动方式,其触发信号为周期h1的采样信号;A2:传感器S1节点被触发后,对被控对象G11(s)的输出信号y11(s)和被控对象交叉通道传递函数G12(s)的输出信号y12(s),以及执行器A1节点的输出信号y11mb(s)和y12mb(s)进行采样,并计算出闭环控制回路1的系统输出信号y1(s)和反馈信号y1b(s),且y1(s)=y11(s)+y12(s)和y1b(s)=y1(s)-y11mb(s)-y12mb(s);A3:将反馈信号y1b(s),通过闭环控制回路1的反馈网络通路向控制器C节点传输,反馈信号y1b(s)将经历网络传输时延τ2后,才能到达控制器C节点;方式B的步骤包括:B1:控制器C节点工作于事件驱动方式,被反馈信号y1b(s)所触发;B2:在控制器C节点中,将闭环控制回路1的系统给定信号x1(s),减去反馈信号y1b(s)和被控对象交叉通道传递函数预估模型G12m(s)输出y12ma(s),得到偏差信号e1(s),即e1(s)=x1(s)-y1b(s)-y12ma(s);B3:对e1(s)实施内模控制算法C1IMC(s),得到IMC信号u1(s);B4:将来自于闭环控制回路2控制器C2(s)的输出控制信号u2(s)作用于被控对象交叉通道传递函数预估模型G12m(s)得到其输出值y12ma(s);B5:将IMC信号u1(s)通过闭环控制回路1的前向网络通路单元向执行器A1节点传输,u1(s)将经历网络传输时延τ1后,才能到达执行器A1节点;方式C的步骤包括:C1:执行器A1节点工作于事件驱动方式,被IMC信号u1(s)所触发;C2:在执行器A1节点中,将IMC信号u1(s)作用于被控对象预估模型G11m(s)得到其输出值y11mb(s);将来自于闭环控制回路2执行器A2节点的控制信号u2(s)作用于被控对象交叉通道传递函数预估模型G12m(s)得到其输出值y12mb(s);C3:将IMC信号u1(s)作用于被控对象G11(s)得到其输出值y11(s);将IMC信号u1(s)作用于被控对象交叉通道传递函数G21(s)得到其输出值y21(s);从而实现对被控对象G11(s)和G21(s)的IMC,同时实现对不确定网络时延τ1和τ2的补偿与控制;方式D的步骤包括:D1:传感器S2节点工作于时间驱动方式,其触发信号为周期h2的采样信号;D2:传感器S2节点被触发后,对被控对象G22(s)的输出信号y22(s)...
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