[發(fā)明專利]一種雙輸入雙輸出網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不確定時延SPC方法

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• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106896717A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 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

1.一種雙輸入雙輸出網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不確定時延SPC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，將采用方式A進(jìn)行工作；

(2).當(dāng)控制器C1節(jié)點(diǎn)被反饋信號y_1b(s)觸發(fā)時，將采用方式B進(jìn)行工作；

(3).當(dāng)執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)被控制信號u₁(s)觸發(fā)時，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，將采用方式D進(jìn)行工作；

(5).當(dāng)控制器C2節(jié)點(diǎn)被反饋信號y_2b(s)觸發(fā)時，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，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)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)；

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C1節(jié)點(diǎn)傳輸，反饋信號y_1b(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延τ₂后，才能到達(dá)控制器C1節(jié)點(diǎn)；

方式B的步驟包括：

B1：控制器C1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C1節(jié)點(diǎn)中，將閉環(huán)控制回路1的系統(tǒng)給定信號x₁(s)，減去反饋信號y_1b(s)和被控對象預(yù)估模型G_11m(s)的輸出值y_11ma(s)，得到偏差信號e₁(s)，即e₁(s)＝x₁(s)-y_1b(s)-y_11ma(s)；

B3：對e₁(s)實(shí)施控制算法C₁(s)，得到控制信號u₁(s)；

B4：將控制信號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，被控制信號u₁(s)所觸發(fā)；

C2：在執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)中，將控制信號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)的信號u_2p(s)作用于動態(tài)前饋控制器D₁₂(s)得到其輸出值u_d12(s)；將控制信號u₁(s)與u_d12(s)相減得執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)輸出信號u_1p(s)，即u_1p(s)＝u₁(s)-u_d12(s)；

C3：將信號u_1p(s)作用于被控對象G₁₁(s)得到其輸出值y₁₁(s)；將信號u_1p(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)的動態(tài)前饋控制加SPC，同時實(shí)現(xiàn)對不確定網(wǎng)絡(luò)時延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)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)；

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C2節(jié)點(diǎn)傳輸，反饋信號y_2b(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延τ₄后，才能到達(dá)控制器C2節(jié)點(diǎn)；

方式E的步驟包括：

E1：控制器C2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C2節(jié)點(diǎn)中，將閉環(huán)控制回路2的系統(tǒng)給定信號x₂(s)，減去反饋信號y_2b(s)和被控對象預(yù)估模型G_22m(s)的輸出值y_22ma(s)，得到偏差信號e₂(s)，即e₂(s)＝x₂(s)-y_2b(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)；

E4：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)的信號u_1p(s)作用于動態(tài)前饋控制器D₂₁(s)得到其輸出值u_d21(s)；將控制信號u₂(s)與u_d21(s)相減得執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)輸出信號u_2p(s)，即u_2p(s)＝u₂(s)-u_d21(s)；

F3：將信號u_2p(s)作用于被控對象G₂₂(s)得到其輸出值y₂₂(s)；將信號u_2p(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)的動態(tài)前饋控制加SPC，同時實(shí)現(xiàn)對不確定網(wǎng)絡(luò)時延τ₃和τ₄的補(bǔ)償與控制。