一种双输入输出网络解耦控制系统可变时延混杂控制方法技术方案

双输入输出网络解耦控制系统可变时延混杂控制方法，属于带宽资源有限的MIMO‑NDCS技术领域。针对一种双输入输出信号之间彼此影响并耦合，需要通过解耦处理的TITO‑NDCS，由于网络数据在节点之间传输所产生的网络时延，不仅影响各自闭环控制回路的稳定性，而且还将影响整个系统的稳定性，甚至导致TITO‑NDCS失去稳定的问题，提出以TITO‑NDCS中所有真实节点之间的网络数据传输过程，代替其间网络时延补偿模型的方法，对两回路分别实施SPC和IMC，可免除对节点之间网络时延的测量、估计或辨识，降低时钟信号同步要求，降低可变网络时延对TITO‑NDCS稳定性影响，改善系统控制质量。

Variable delay hybrid control method for double input output network decoupling control system

Double input and output network decoupling control system of variable time delay hybrid control method, which belongs to the technical field of MIMO NDCS bandwidth limited. In a double input and output signals to influence each other and coupled through decoupling TITO NDCS, due to network delay generated in the network data transmission between nodes, not only affects the stability of the respective control loops are closed, but will also affect the stability of the whole system, and even lead to TITO NDCS lose stability problem, put forward the network data between all nodes in the real TITO NDCS transmission process, during which time delay compensation method instead of network model, the two circuit implementation of SPC and IMC respectively, can be exempt from the nodes of network delay measurement, estimation or identification, reduce the synchronous clock signal, reducing the influence of variable network delay on the stability of NDCS TITO to improve the quality control system.

【技术实现步骤摘要】
一种双输入输出网络解耦控制系统可变时延混杂控制方法
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解耦控制系统

技术介绍
在网络环境下，传感器、控制器和执行器通过网络媒介形成闭环，组成网络控制系统(Networkedcontrolsystems，NCS)，NCS的典型结构如图1所示。NCS为经典和现代控制理论注入了新的活力，同时也对其系统的设计提出了新的挑战：一方面，网络的引入会带来节省投资、易于维护等优点；另一方面，也会带来时延、数据丢包和其他复杂的现象，尤其是可变网络时延的存在，可降低NCS控制性能质量，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，国内外关于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，分别在网络时延已知、未知或可变，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-inpu本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双输入输出网络解耦控制系统可变时延混杂控制方法，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】
1.一种双输入输出网络解耦控制系统可变时延混杂控制方法，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).当控制解耦器CD1节点被反馈信号y1b(s)或者被交叉解耦网络通路单元的输出信号yp12(s)触发时，将采用方式B进行工作；(3).当执行器A1节点被控制解耦信号u1p(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).当控制解耦器CD2节点被反馈信号y2(s)或者被交叉解耦网络通路单元的输出信号yp21(s)触发时，将采用方式E进行工作；(6).当执行器A2节点被控制解耦信号u2p(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)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)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)；A3：传感器S1节点将反馈信号y1b(s)，通过闭环控制回路1的反馈网络通路向控制解耦器CD1节点传输，反馈信号y1b(s)将经历网络传输时延τ2后，才能到达控制解耦器CD1节点；方式B的步骤包括：B1：控制解耦器CD1节点工作于事件驱动方式，被反馈信号y1b(s)或者被交叉解耦网络通路单元的输出信号yp12(s)所触发；B2：在控制解耦器CD1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)和被控对象预估模型G11m(s)的输出值y11ma(s)，得到系统偏差信号e1(s)，即e1(s)＝x1(s)-y1b(s)-y11ma(s)；B3：对e1(s)实施控制算法C1(s)，得到控制信号u1(s)；B4：将控制信号u1(s)作用于交叉解耦通道传递函数P21(s)得到其输出信号yp21(s)；将yp21(s)通过网络通路单元向控制解耦器CD2节点传输，yp21(s)将经历网络传输时延τ21后，才能到达控制解耦器CD2节点；B5：将来自于控制解耦器CD2节点，通过交叉解耦通道传递函数P12(s)和网络通路单元传输过来的信号yp12(s)与控制信号u1(s)相加，得到控制解耦信号u1p(s)，即u1p(s)＝yp12(s)+u1(s)；将控制解耦信号u1p(s)作用于被控对象预估模型G11m(s)得到其输出值y11ma(s)；B6：将控制解耦信号u1p(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，u1p(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，被控制解耦信号u1p(s)所触发；C2：将控制解耦信号u1p(s)作用于被控对象预估模型G11m(s)得到其输出值y11mb(s)；C3：将控制解耦信号u1p(s)作用于被控对象G11(s)得到其输出值y11(s)；将控制解耦信号u1p(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)的解耦与SPC，同时实现对可变网络时延τ1和τ2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜锋，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：海南,46