[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙輸入輸出網(wǎng)絡(luò)解耦控制系統(tǒng)可變時(shí)延的補(bǔ)償方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710091286.2
• 申請(qǐng)日: 2017-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106814622A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 海南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 分類(lèi)號(hào): G05B13/04
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1.一種雙輸入輸出網(wǎng)絡(luò)解耦控制系統(tǒng)可變時(shí)延的補(bǔ)償方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

對(duì)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(hào)觸發(fā)時(shí)，將采用方式A進(jìn)行工作；

(2).當(dāng)控制解耦器CD1節(jié)點(diǎn)被反饋信號(hào)y₁(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)被信號(hào)u_1a(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元輸出信號(hào)y_p12(s)觸發(fā)時(shí)，將采用方式C進(jìn)行工作；

對(duì)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(hào)觸發(fā)時(shí)，將采用方式D進(jìn)行工作；

(5).當(dāng)控制解耦器CD2節(jié)點(diǎn)被反饋信號(hào)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)被信號(hào)u_2a(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元輸出信號(hào)y_p21(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(dòng)方式，其觸發(fā)信號(hào)為周期h₁的采樣信號(hào)；

A2：傳感器S1節(jié)點(diǎn)被觸發(fā)后，對(duì)被控對(duì)象G₁₁(s)的輸出信號(hào)y₁₁(s)和被控對(duì)象交叉通道傳遞函數(shù)G₁₂(s)的輸出信號(hào)y₁₂(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(hào)y₁(s)，且y₁(s)＝y(tǒng)₁₁(s)+y₁₂(s)；

A3：傳感器S1節(jié)點(diǎn)將反饋信號(hào)y₁(s)，通過(guò)閉環(huán)控制回路1的反饋網(wǎng)絡(luò)通路向控制解耦器CD1節(jié)點(diǎn)傳輸，反饋信號(hào)y₁(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延τ₂后，才能到達(dá)控制解耦器CD1節(jié)點(diǎn)；

方式B的步驟包括：

B1：控制解耦器CD1節(jié)點(diǎn)工作于事件驅(qū)動(dòng)方式，被反饋信號(hào)y₁(s)所觸發(fā)；

B2：在控制解耦器CD1中，將閉環(huán)控制回路1的系統(tǒng)給定信號(hào)x₁(s)減去反饋信號(hào)y₁(s)得到誤差信號(hào)e₁(s)，即e₁(s)＝x₁(s)-y₁(s)；對(duì)e₁(s)實(shí)施內(nèi)模控制算法C_1IMC(s)，并將其輸出信號(hào)作用于交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₂₁(s)得到其輸出信號(hào)y_p21(s)；將信號(hào)y_p21(s)通過(guò)交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元向執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)傳輸，信號(hào)y_p21(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延τ₂₁后，才能到達(dá)執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)；

B3：將誤差信號(hào)e₁(s)與反饋信號(hào)y₁(s)相加得到信號(hào)u_1a(s)，即u_1a(s)＝e₁(s)+y₁(s)；

B4：將信號(hào)u_1a(s)通過(guò)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，u_1a(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延τ₁后，才能到執(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(dòng)方式，被信號(hào)u_1a(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元輸出信號(hào)y_p12(s)所觸發(fā)；

C2：執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)被觸發(fā)后，對(duì)u_1a(s)實(shí)施內(nèi)模控制算法C_1IMC(s)，得到其輸出IMC信號(hào)u_1b(s)；

C3：將來(lái)自交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號(hào)y_p12(s)，與信號(hào)u_1b(s)相加得到信號(hào)u_1c(s)，即u_1c(s)＝y(tǒng)_p12(s)+u_1b(s)；

C4：將信號(hào)u_1c(s)作用于被控對(duì)象G₁₁(s)得到其輸出值y₁₁(s)；將信號(hào)u_1c(s)作用于被控對(duì)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(duì)被控對(duì)象G₁₁(s)和G₂₁(s)的解耦與控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)可變網(wǎng)絡(luò)時(shí)延τ₁和τ₂的補(bǔ)償與IMC；

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(dòng)方式，其觸發(fā)信號(hào)為周期h₂的采樣信號(hào)；

D2：傳感器S2節(jié)點(diǎn)被觸發(fā)后，對(duì)被控對(duì)象G₂₂(s)的輸出信號(hào)y₂₂(s)和被控對(duì)象交叉通道傳遞函數(shù)G₂₁(s)的輸出信號(hào)y₂₁(s)，以及執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)的輸出信號(hào)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(hào)y₂(s)和反饋信號(hào)y_2b(s)，且y₂(s)＝y(tǒng)₂₂(s)+y₂₁(s)和y_2b(s)＝y(tǒng)₂(s)-y_22mb(s)；

D3：傳感器S2節(jié)點(diǎn)將反饋信號(hào)y_2b(s)，通過(guò)閉環(huán)控制回路2的反饋網(wǎng)絡(luò)通路向控制解耦器CD2節(jié)點(diǎn)傳輸，反饋信號(hào)y_2b(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延τ₄后，才能到達(dá)控制解耦器CD2節(jié)點(diǎn)；

方式E的步驟包括：

E1：控制解耦器CD2節(jié)點(diǎn)工作于事件驅(qū)動(dòng)方式，被反饋信號(hào)y_2b(s)所觸發(fā)；

E2：在控制解耦器CD2中，將閉環(huán)控制回路2的系統(tǒng)給定信號(hào)x₂(s)，減去反饋信號(hào)y_2b(s)和被控對(duì)象預(yù)估模型G_22m(s)的輸出值y_22ma(s)，得到偏差信號(hào)e₂(s)，即e₂(s)＝x₂(s)-y_2b(s)-y_22ma(s)；對(duì)e₂(s)實(shí)施控制算法C₂(s)，得到控制信號(hào)u_2a(s)；將信號(hào)u_2a(s)作用被控對(duì)象預(yù)估模型G_22m(s)，得到其輸出值y_22ma(s)；

E3：將信號(hào)u_2a(s)作用于交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₁₂(s)得到其輸出信號(hào)y_p12(s)；將信號(hào)y_p12(s)通過(guò)交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元向執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)傳輸，信號(hào)y_p12(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延τ₁₂后，才能到達(dá)執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)；

E4：將信號(hào)u_2a(s)通過(guò)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，u_2a(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延τ₃后，才能到執(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(dòng)方式，被信號(hào)u_2a(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元輸出信號(hào)y_p21(s)所觸發(fā)；

F2：將來(lái)自交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號(hào)y_p21(s)與信號(hào)u_2a(s)相加，得到信號(hào)u_2b(s)，即u_2b(s)＝y(tǒng)_p21(s)+u_2a(s)；

F3：將信號(hào)u_2b(s)作用于被控對(duì)象預(yù)估模型G_22m(s)，得到其輸出值y_22mb(s)；

F4：將信號(hào)u_2b(s)作用于被控對(duì)象G₂₂(s)得到其輸出值y₂₂(s)；將信號(hào)u_2b(s)作用于被控對(duì)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(duì)被控對(duì)象G₂₂(s)和G₁₂(s)的解耦與控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)可變網(wǎng)絡(luò)時(shí)延τ₃和τ₄的補(bǔ)償與SPC。