一种双输入输出NDCS随机时延的二自由度IMC方法技术

双输入输出NDCS随机时延的二自由度IMC方法，属于带宽资源有限的多输入多输出NDCS技术领域。针对一种双输入双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过程中所产生的网络时延，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中所有节点之间的真实网络数据传输过程，代替其间网络时延补偿模型的方法，并对其回路实施二自由度IMC，可免除对节点之间网络时延的测量、估计或辨识，降低时钟信号同步的要求，降低网络随机时延对TITO‑NDCS稳定性的影响，改善系统的控制性能质量。

A two degree of freedom IMC method with double input and output NDCS random delay

The two degree of freedom (IMC) method with double input and output NDCS random delay belongs to the field of multi input multi output NDCS technology with limited bandwidth resources. For a double input double output signal to influence each other and coupled through decoupling processing of TITO NDCS, due to the network data transmission network delay process generated between the 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 loss of stability NDCS TITO the problem, put forward to the real network data transmission process between all nodes in NDCS TITO, during which the network time delay compensation method instead of the model, and the implementation of the two degree of freedom IMC on the circuit, can be exempt from the network delay between nodes of measurement and estimation or identification requirements, reduce the synchronous clock signal, to reduce the impact of network delay the TITO NDCS stability control performance, improve the quality of the system.

【技术实现步骤摘要】

一种双输入输出NDCS(Networkeddecouplingcontrolsystems，NDCS)随机时延的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
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突破传统控制系统在空间物理位置上的限制，将系统单元改用网络连接，使智能现场设备集成一体化、业务管理网络化，实现结构网络化、节点智能化、控制现场化、功能分散化、系统开放化及产品集成化。与传统的点对点控制模式相比，网络化的控制模式减少布线成本、方便设备维护、增强系统的抗干扰性能、提高数据传输的可靠性、共享网络信息资源等。近年来已被广泛应用于过程自动化、制造业自动化、航空航天、机器人、智能交通等多个领域。在NCS中，由于网络带宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双输入输出NDCS随机时延的二自由度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).当控制器C1节点被反馈信号y1b(s)触发时，将采用方式B进行工作；(3).当解耦执行器DA1节点被IMC信号u1(s)或者被来自交叉解耦网络传输通道单元的输出信号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).当控制器C2节点被反馈信号y2b(s)触发时，将采用方式E进行工作；(6).当解耦执行器DA2节点被I...

【技术特征摘要】
1.一种双输入输出NDCS随机时延的二自由度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).当控制器C1节点被反馈信号y1b(s)触发时，将采用方式B进行工作；(3).当解耦执行器DA1节点被IMC信号u1(s)或者被来自交叉解耦网络传输通道单元的输出信号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).当控制器C2节点被反馈信号y2b(s)触发时，将采用方式E进行工作；(6).当解耦执行器DA2节点被IMC信号u2(s)或者被来自交叉解耦网络传输通道单元的输出信号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)，以及解耦执行器DA1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：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C1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C1节点；方式B的步骤包括：B1：控制器C1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C1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)作用于反馈滤波器F1(s)的输出信号yF1(s)，得到偏差信号e1(s)，即e1(s)＝x1(s)-yF1(s)；B3：对e1(s)实施IMC算法C1IMC(s)，得到IMC信号u1(s)；B4：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解耦执行器DA1节点传输，IMC信号u1(s)将经历网络传输时延τ1后，才能到达解耦执行器DA1节点；方式C的步骤包括：C1：解耦执行器DA1节点工作于事件驱动方式，被IMC信号u1(s)或者被来自交叉解耦网络传输通道单元的输出信号yp12(s)所触发；C2：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)；C3：将IMC信号u1(s)作用于交叉解耦通道P21(s)单元得到其输出信号yp21(s)；C4：将信号yp21(s)通过交叉解耦网络传输通道单元，向闭环控制回路2的解耦执行器DA2节点传输；信号yp21(s)将经历网络传输时延τ21后，才能到达解耦执行器DA2节点；C5：将IMC信号u1(s)与来自于闭环控制回路2解耦执行器DA2节点的IMC信号u2(s)通过交叉解耦通道P12(s)单元及交叉解耦网络传输通道单元的输出信号yp12(s)相减得到信号u1p(s)，即u1p(s)＝u1(s)-yp12(s)；C6：将信号u1p(s)作用于被控对象G11(s)得到其输出值y11(s)；将信号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)的解耦与控制，同时实现对网络随机时延τ1和τ2的补偿与...

【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