[發(fā)明專利]一種二自由度IMC與SPC的TITO?NCS不確定網(wǎng)絡(luò)時(shí)延補(bǔ)償方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710090664.5
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106814611A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 海南大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種二自由度IMC與SPC的TITO-NCS不確定網(wǎng)絡(luò)時(shí)延補(bǔ)償方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

對于閉環(huán)控制回路1：

(1).當(dāng)傳感器S1節(jié)點(diǎn)被周期為h₁的采樣信號觸發(fā)時(shí)，將采用方式A進(jìn)行工作；

(2).當(dāng)控制器C節(jié)點(diǎn)被反饋信號y_1b(s)觸發(fā)時(shí)，將采用方式B進(jìn)行工作；

(3).當(dāng)執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)被IMC信號u₁(s)觸發(fā)時(shí)，將采用方式C進(jìn)行工作；

對于閉環(huán)控制回路2：

(4).當(dāng)傳感器S2節(jié)點(diǎn)被周期為h₂的采樣信號觸發(fā)時(shí)，將采用方式D進(jìn)行工作；

(5).當(dāng)控制器C節(jié)點(diǎn)被反饋信號y_2b(s)觸發(fā)時(shí)，將采用方式E進(jìn)行工作；

(6).當(dāng)執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)被控制信號u₂(s)觸發(fā)時(shí)，將采用方式F進(jìn)行工作；

方式A的步驟包括：

A1：傳感器S1節(jié)點(diǎn)工作于時(shí)間驅(qū)動方式，其觸發(fā)信號為周期h₁的采樣信號；

A2：傳感器S1節(jié)點(diǎn)被觸發(fā)后，對被控對象G₁₁(s)的輸出信號y₁₁(s)和被控對象交叉通道傳遞函數(shù)G₁₂(s)的輸出信號y₁₂(s)，以及執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)的輸出信號y_11mb(s)和y_12mb(s)進(jìn)行采樣，并計(jì)算出閉環(huán)控制回路1的系統(tǒng)輸出信號y₁(s)和反饋信號y_1b(s)，且y₁(s)＝y(tǒng)₁₁(s)+y₁₂(s)和y_1b(s)＝y(tǒng)₁(s)-y_11mb(s)-y_12mb(s)；

A3：將反饋信號y_1b(s)，通過閉環(huán)控制回路1的反饋網(wǎng)絡(luò)通路向控制器C節(jié)點(diǎn)傳輸，反饋信號y_1b(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延τ₂后，才能到達(dá)控制器C節(jié)點(diǎn)；

方式B的步驟包括：

B1：控制器C節(jié)點(diǎn)工作于事件驅(qū)動方式，被反饋信號y_1b(s)所觸發(fā)；

B2：在控制器C節(jié)點(diǎn)中，將反饋信號y_1b(s)與被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_12m(s)的輸出y_12ma(s)相加得到信號y_1c(s)，即y_1c(s)＝y(tǒng)_1b(s)+y_12ma(s)；將y_1c(s)作用于反饋濾波器F₁(s)得到其輸出值y_F1(s)；將系統(tǒng)給定信號x₁(s)，減去反饋濾波器F₁(s)的輸出信號y_F1(s)，得到系統(tǒng)偏差信號e₁(s)，即e₁(s)＝x₁(s)-y_F1(s)；

B3：對e₁(s)實(shí)施內(nèi)模控制算法C_1IMC(s)，得到IMC信號u₁(s)；

B4：將來自于閉環(huán)控制回路2控制器C₂(s)的輸出控制信號u₂(s)作用于被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_12m(s)得到其輸出值y_12ma(s)；

B5：將IMC信號u₁(s)通過閉環(huán)控制回路1的前向網(wǎng)絡(luò)通路單元向執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)傳輸，u₁(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延τ₁后，才能到達(dá)執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)；

方式C的步驟包括：

C1：執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)工作于事件驅(qū)動方式，被IMC信號u₁(s)所觸發(fā)；

C2：在執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)中，將IMC信號u₁(s)作用于被控對象預(yù)估模型G_11m(s)得到其輸出值y_11mb(s)；將來自于閉環(huán)控制回路2執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)的控制信號u₂(s)作用于被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_12m(s)得到其輸出值y_12mb(s)；

C3：將IMC信號u₁(s)作用于被控對象G₁₁(s)得到其輸出值y₁₁(s)；將IMC信號u₁(s)作用于被控對象交叉通道傳遞函數(shù)G₂₁(s)得到其輸出值y₂₁(s)；從而實(shí)現(xiàn)對被控對象G₁₁(s)和G₂₁(s)的二自由度IMC，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對不確定網(wǎng)絡(luò)時(shí)延τ₁和τ₂的補(bǔ)償與控制；

方式D的步驟包括：

D1：傳感器S2節(jié)點(diǎn)工作于時(shí)間驅(qū)動方式，其觸發(fā)信號為周期h₂的采樣信號；

D2：傳感器S2節(jié)點(diǎn)被觸發(fā)后，對被控對象G₂₂(s)的輸出信號y₂₂(s)和被控對象交叉通道傳遞函數(shù)G₂₁(s)的輸出信號y₂₁(s)，以及執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)的輸出信號y_22mb(s)和y_21mb(s)進(jìn)行采樣，并計(jì)算出閉環(huán)控制回路2的系統(tǒng)輸出信號y₂(s)和反饋信號y_2b(s)，且y₂(s)＝y(tǒng)₂₂(s)+y₂₁(s)和y_2b(s)＝y(tǒng)₂(s)-y_22mb(s)-y_21mb(s)；

D3：將反饋信號y_2b(s)，通過閉環(huán)控制回路2的反饋網(wǎng)絡(luò)通路向控制器C節(jié)點(diǎn)傳輸，反饋信號y_2b(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延τ₄后，才能到達(dá)控制器C節(jié)點(diǎn)；

方式E的步驟包括：

E1：控制器C節(jié)點(diǎn)工作于事件驅(qū)動方式，被反饋信號y_2b(s)所觸發(fā)；

E2：在控制器C節(jié)點(diǎn)中，將閉環(huán)控制回路2系統(tǒng)給定信號x₂(s)，減去反饋信號y_2b(s)與被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_21m(s)輸出y_21ma(s)以及被控對象傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_22m(s)輸出y_22ma(s)，得到偏差信號e₂(s)，即e₂(s)＝x₂(s)-y_2b(s)-y_21ma(s)-y_22ma(s)；

E3：對e₂(s)實(shí)施控制算法C₂(s)，得到控制信號u₂(s)；將u₂(s)作用于被控對象傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_22m(s)得到其輸出值y_22ma(s)；

E4：將來自于閉環(huán)控制回路1內(nèi)模控制算法C_1IMC(s)的輸出IMC信號u₁(s)作用于被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_21m(s)得到其輸出值y_21ma(s)；

E5：將控制信號u₂(s)通過閉環(huán)控制回路2的前向網(wǎng)絡(luò)通路單元向執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)傳輸，u₂(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延τ₃后，才能到達(dá)執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)；

方式F的步驟包括：

F1：執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)工作于事件驅(qū)動方式，被控制信號u₂(s)所觸發(fā)；

F2：在執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)中，將控制信號u₂(s)作用于被控對象預(yù)估模型G_22m(s)得到其輸出值y_22mb(s)；將來自于閉環(huán)控制回路1執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)的IMC信號u₁(s)作用于被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_21m(s)得到其輸出值y_21mb(s)；

F3：將控制信號u₂(s)作用于被控對象G₂₂(s)得到其輸出值y₂₂(s)；將控制信號u₂(s)作用于被控對象交叉通道傳遞函數(shù)G₁₂(s)得到其輸出值y₁₂(s)；從而實(shí)現(xiàn)對被控對象G₂₂(s)和G₁₂(s)的SPC，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對不確定網(wǎng)絡(luò)時(shí)延τ₃和τ₄的補(bǔ)償與控制。