1.一種雙輸入雙輸出網(wǎng)絡(luò)解耦控制系統(tǒng)時變時延補(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,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y1(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號yp12(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)被信號u1a(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)控制解耦器CD2節(jié)點(diǎn)被反饋信號y2(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號yp21(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)被信號u2a(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)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),且y1(s)=y(tǒng)11(s)+y12(s);
A3:傳感器S1節(jié)點(diǎn)將反饋信號y1(s),通過閉環(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y1(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延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)動方式,被反饋信號y1(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號yp12(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x1(s)減去反饋信號y1(s)得到誤差信號e1(s),即e1(s)=x1(s)-y1(s);對e1(s)實(shí)施控制算法C1(s),并將其輸出信號作用于交叉解耦通道傳遞函數(shù)P21(s)得到其輸出信號yp21(s);將信號yp21(s)通過交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路向控制解耦器CD2節(jié)點(diǎn)傳輸,信號yp21(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延τ21后,才能到達(dá)控制解耦器CD2節(jié)點(diǎn);
B3:將誤差信號e1(s)與反饋信號y1(s)相加得到誤差信號e3(s),即e3(s)=e1(s)+y1(s);對e3(s)實(shí)施控制算法C1(s),得到其輸出信號u1(s);將信號u1(s)與來自交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號yp12(s)相加,得到控制解耦輸出信號u1a(s),即u1a(s)=u1(s)+yp12(s);
B4:將信號u1a(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,u1a(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延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)動方式,被信號u1a(s)所觸發(fā);
C2:執(zhí)行器A1節(jié)點(diǎn)被觸發(fā)后,將對來自傳感器S1節(jié)點(diǎn)的反饋信號y1(s)實(shí)施控制算法C1(s),得到輸出其輸出信號u1b(s);
C3:將信號u1a(s)與信號u1b(s)相減,得到輸出信號u1c(s),即u1c(s)=u1a(s)-u1b(s);
C4:將信號u1c(s)作用于被控對象G11(s)得到其輸出值y11(s);將信號u1c(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)的解耦與控制,同時實(shí)現(xiàn)對時變網(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)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),即y2(s)=y(tǒng)22(s)+y21(s);
D3:傳感器S2節(jié)點(diǎn)將反饋信號y2(s),通過閉環(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y2(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延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)動方式,被反饋信號y2(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號yp21(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x2(s)減去反饋信號y2(s)得到誤差信號e2(s),即e2(s)=x2(s)-y2(s);對e2(s)實(shí)施控制算法C2(s),并將其輸出信號作用于交叉解耦通道傳遞函數(shù)P12(s)得到其輸出信號yp12(s);將信號yp12(s)通過交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路向控制解耦器CD1節(jié)點(diǎn)傳輸,信號yp12(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延τ12后,才能到達(dá)控制解耦器CD1節(jié)點(diǎn);
E3:將誤差信號e2(s)與反饋信號y2(s)相加得到誤差信號e4(s),即e4(s)=e2(s)+y2(s);對e4(s)實(shí)施控制算法C2(s),得到其輸出信號u2(s);將信號u2(s)與來自交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號yp21(s)相加,得到控制解耦輸出信號u2a(s),即u2a(s)=u2(s)+yp21(s);
E4:將信號u2a(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,u2a(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延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)動方式,被信號u2a(s)所觸發(fā);
F2:執(zhí)行器A2節(jié)點(diǎn)被觸發(fā)后,將對來自傳感器S2節(jié)點(diǎn)的反饋信號y2(s)實(shí)施控制算法C2(s),得到輸出其輸出信號u2b(s);
F3:將信號u2a(s)與信號u2b(s)相減,得到輸出信號u2c(s),即u2c(s)=u2a(s)-u2b(s);
F4:將信號u2c(s)作用于被控對象G22(s)得到其輸出值y22(s);將信號u2c(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)的解耦與控制,同時實(shí)現(xiàn)對時變網(wǎng)絡(luò)時延τ3和τ4的補(bǔ)償與控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:從TITO-NDCS結(jié)構(gòu)上,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不包含控制回路1和控制回路2中所有網(wǎng)絡(luò)時延的預(yù)估補(bǔ)償模型,從而免除對節(jié)點(diǎn)之間網(wǎng)絡(luò)時延τ1和τ2,以及τ3和τ4的測量、估計(jì)或辨識,免除對節(jié)點(diǎn)時鐘信號同步的要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:從TITO-NDCS結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn),對網(wǎng)絡(luò)時延補(bǔ)償方法的實(shí)施,與具體網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇無關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:從TITO-NDCS結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn),對網(wǎng)絡(luò)時延補(bǔ)償方法的實(shí)施,與具體控制策略C1(s)和C2(s)的選擇無關(guān)。