[發(fā)明專利]一種基于IMC的TITO?NDCS時延補償方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710091547.0
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN107065536A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 杜鋒
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 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

1.一種基于IMC的TITO-NDCS時延補償方法，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).當傳感器S1節(jié)點被周期為h₁的采樣信號觸發(fā)時，將采用方式A進行工作；

(2).當控制器C節(jié)點被反饋信號y_1b(s)觸發(fā)時，將采用方式B進行工作；

(3).當解耦執(zhí)行器DA1節(jié)點被IMC信號u₁(s)觸發(fā)時，將采用方式C進行工作；

對于閉環(huán)控制回路2：

(4).當傳感器S2節(jié)點被周期為h₂的采樣信號觸發(fā)時，將采用方式D進行工作；

(5).當控制器C節(jié)點被反饋信號y₂(s)觸發(fā)時，將采用方式E進行工作；

(6).當解耦執(zhí)行器DA2節(jié)點被IMC信號u₂(s)觸發(fā)時，將采用方式F進行工作；

方式A的步驟包括：

A1：傳感器S1節(jié)點工作于時間驅(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)，以及解耦執(zhí)行器DA1節(jié)點的輸出信號y_11mb(s)進行采樣，并計算出閉環(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)絡通路向控制器C節(jié)點傳輸，反饋信號y_1b(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡傳輸時延τ₂后，才能到達控制器C節(jié)點；

方式B的步驟包括：

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

B2：在控制器C節(jié)點中，將反饋信號y_1b(s)作用于反饋濾波器F₁(s)得到其輸出值y_F1(s)，即y_F1(s)＝y(tǒng)_1b(s)F₁(s)；將閉環(huán)控制回路1的系統(tǒng)給定信號x₁(s)，減去反饋濾波器F₁(s)的輸出信號y_F1(s)得到偏差信號e₁(s)，即e₁(s)＝x₁(s)-y_F1(s)；

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

B4：將IMC信號u₁(s)通過閉環(huán)控制回路1的前向網(wǎng)絡通路單元向解耦執(zhí)行器DA1節(jié)點傳輸，u₁(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡傳輸時延τ₁后，才能到達解耦執(zhí)行器DA1節(jié)點；

方式C的步驟包括：

C1：解耦執(zhí)行器DA1節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被IMC信號u₁(s)所觸發(fā)；

C2：在解耦執(zhí)行器DA1節(jié)點中，將IMC信號u₁(s)作用于被控對象預估模型G_11m(s)得到其輸出值y_11mb(s)；將來自于閉環(huán)控制回路2解耦執(zhí)行器DA2節(jié)點的信號u_2p(s)作用于交叉解耦通路傳遞函數(shù)P₁₂(s)得到其輸出值y_p12(s)；將IMC信號u₁(s)與y_p12(s)相減得解耦執(zhí)行器DA1節(jié)點輸出信號u_1p(s)，即u_1p(s)＝u₁(s)-y_p12(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)；從而實現(xiàn)對被控對象G₁₁(s)和G₂₁(s)的解耦控制和二自由度IMC，同時實現(xiàn)對網(wǎng)絡時延τ₁和τ₂的補償與控制；

方式D的步驟包括：

D1：傳感器S2節(jié)點工作于時間驅(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)點被觸發(fā)后，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)進行采樣，并計算出閉環(huán)控制回路2的系統(tǒng)輸出信號y₂(s)，且y₂(s)＝y(tǒng)₂₂(s)+y₂₁(s)；

D3：將反饋信號y₂(s)，通過閉環(huán)控制回路2的反饋網(wǎng)絡通路向控制器C節(jié)點傳輸，反饋信號y₂(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡傳輸時延τ₄后，才能到達控制器C節(jié)點；

方式E的步驟包括：

E1：控制器C節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被反饋信號y₂(s)所觸發(fā)；

E2：在控制器C節(jié)點中，將閉環(huán)控制回路2系統(tǒng)給定信號x₂(s)，與反饋信號y₂(s)相加并相減后，得到信號e₂(s)，即e₂(s)＝x₂(s)+y₂(s)-y₂(s)＝x₂(s)；對e₂(s)實施內(nèi)模控制算法C_2IMC(s)，得到IMC信號u₂(s)；

E3：將IMC信號u₂(s)通過閉環(huán)控制回路2的前向網(wǎng)絡通路單元向解耦執(zhí)行器DA2節(jié)點傳輸，u₂(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡傳輸時延τ₃后，才能到達解耦執(zhí)行器DA2節(jié)點；

方式F的步驟包括：

F1：解耦執(zhí)行器DA2節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被IMC信號u₂(s)所觸發(fā)；

F2：將IMC信號u₂(s)與來自于閉環(huán)控制回路1解耦執(zhí)行器DA1節(jié)點的輸出信號u_1p(s)通過交叉解耦通路傳遞函數(shù)P₂₁(s)的輸出信號y_p21(s)相減得到信號u_2p(s)，即u_2p(s)＝u₂(s)-y_p21(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)；從而實現(xiàn)對被控對象G₂₂(s)和G₁₂(s)的解耦控制和一自由度IMC，同時實現(xiàn)對網(wǎng)絡時延τ₃和τ₄的補償與控制。