Two degree of freedom IMC two input two output NDCS network delay, which belongs to the technical field of MIMO NDCS bandwidth limited. According to a two input two output signal to influence each other and coupled through decoupling processing of 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 the network data between all nodes in the real TITO NDCS transmission process, during which time delay compensation method instead of network model, the implementation of the two degree of freedom IMC on the two loop, can be exempt from the network delay between nodes of measurement and estimation or identification, reduce the synchronous clock signal, to reduce the impact of network delay on TITO NDCS stability. To improve the quality control system.
【技术实现步骤摘要】
一种两输入两输出NDCS网络时延的二自由度IMC方法
一种两输入两输出NDCS(Networkeddecouplingcontrolsystems,NDCS)网络时延的二自由度IMC(InternalModelControl,IMC)方法,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
通过实时通信网络构成的闭环反馈控制系统,称为网络控制系统(Networkedcontrolsystems,NCS),NCS的典型结构如图1所示。在NCS中,由于网络的引入,降低了控制系统复杂度和成本,通过网络将众多远程节点(或设备)有机地组合起来,协同完成单个节点(或设备)无法完成的工作。此外,通过网络综合来自不同节点的信息,对网络系统的状态进行实时的估计、分析和监测,通过把不同设备进行组网,可以进一步提升系统的整体功能和运行品质。另一方面,也给NCS带来了一些新的问题,例如通信网络使数据在传输中不可避免地受到噪声、通信时延、量化误差和数据包丢失等因素的影响,尤其是网络时延的存在,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、未知或非确定,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 ...
【技术保护点】
一种两输入两输出NDCS网络时延的二自由度IMC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)触发时,将采用方式B进行工作;(3).当执行器A1节点被信号u1a(s)或者被交叉解耦网络通路
【技术特征摘要】
1.一种两输入两输出NDCS网络时延的二自由度IMC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)触发时,将采用方式B进行工作;(3).当执行器A1节点被信号u1a(s)或者被交叉解耦网络通路单元输出信号yp12(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y2b(s)触发时,将采用方式E进行工作;(6).当执行器A2节点被信号u2a(s)或者被交叉解耦网络通路单元输出信号yp21(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)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)所触发;B2:在控制解耦器CD1中,将反馈信号y1b(s)作用于反馈滤波器F1(s)得到其输出值y1c(s),即y1c(s)=F1(s)y1b(s);将闭环控制回路1的系统给定信号x1(s)减去反馈滤波器输出值y1c(s),得到误差信号e1(s),即e1(s)=x1(s)-y1c(s);对e1(s)实施内模控制算法C1IMC(s),得到输出IMC信号u1a(s);并将其输出IMC信号u1a(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);将信号yp21(s)通过交叉解耦网络通路单元向执行器A2节点传输,信号yp21(s)将经历网络传输时延τ21后,才能到达执行器A2节点;B3:将IMC信号u1a(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,信号u1a(s)将经历网络传输时延τ1后,才能到执行器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,被信号u1a(s)或者被交叉解耦网络通路单元输出信号yp12(s)所触发;C2:执行器A1节点被触发后,将来自交叉解耦网络通路单元的输出信号yp12(s),与信号u1a(s)相加,得到信号u1b(s),即u1b(s)=yp12(s)+u1a(s);C3:将信号u1b(s)作用于被控对象预估模型G11m(s),得到其输出值y11mb(s);C4:将信号u1b(s)作用于被控对象G11(s)得到其输出值y11(s);将信号u1b(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)的解耦与控制,同时实现对网络时延τ1和τ2的补偿与二自由度IMC;方式D的步骤包...
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