[发明专利]一种双输入双输出网络解耦控制系统网络时延补偿方法

权利要求书

1.一种双输入双输出网络解耦控制系统网络时延补偿方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

对于闭环控制回路1：

(1).当传感器S1节点被周期为h₁的采样信号触发时，将采用方式A进行工作；

(2).当控制器C节点被反馈信号y₁(s)触发时，将采用方式B进行工作；

(3).当解耦执行器DA1节点被信号u₁(s)触发时，将采用方式C进行工作；

对于闭环控制回路2：

(4).当传感器S2节点被周期为h₂的采样信号触发时，将采用方式D进行工作；

(5).当控制器C节点被反馈信号y₂(s)触发时，将采用方式E进行工作；

(6).当解耦执行器DA2节点被信号u₂(s)触发时，将采用方式F进行工作；

方式A的步骤包括：

A1：传感器S1节点工作于时间驱动方式，其触发信号为周期h₁的采样信号；

A2：传感器S1节点被触发后，对被控对象G₁₁(s)的输出信号y₁₁(s)和被控对象交叉通道传递函数G₁₂(s)的输出信号y₁₂(s)进行采样，并计算出闭环控制回路1的系统输出信号y₁(s)，且y₁(s)＝y₁₁(s)+y₁₂(s)；

A3：传感器S1节点将反馈信号y₁(s)，通过闭环控制回路1的反馈网络通路向控制器C节点传输，反馈信号y₁(s)将经历网络传输时延τ₂后，才能到达控制器C节点；

方式B的步骤包括：

B1：控制器C节点工作于事件驱动方式，被反馈信号y₁(s)所触发；

B2：在控制器C节点中，将闭环控制回路1的系统给定信号x₁(s)，先减去反馈信号y₁(s)后，再加上y₁(s)，其节点的输出信号为u₁(s)，且u₁(s)＝x₁(s)-y₁(s)+y₁(s)＝x₁(s)；

B3：将信号u₁(s)通过闭环控制回路1的前向网络通路单元向解耦执行器DA1节点传输，u₁(s)将经历网络传输时延τ₁后，才能到达解耦执行器DA1节点；

方式C的步骤包括：

C1：解耦执行器DA1节点工作于事件驱动方式，被信号u₁(s)所触发；

C2：解耦执行器DA1节点被触发后，将信号u₁(s)与来自传感器S1节点的反馈信号y₁(s)相减，得到误差信号e₁(s)，且e₁(s)＝u₁(s)-y₁(s)；

C3：对e₁(s)实施控制算法C₁(s)，得到信号u_1a(s)；

C4：将信号u_1a(s)作用于前向通路P₁₁(s)解耦单元得到其输出信号u_p11(s)；

C5：将来自闭环控制回路2解耦执行器DA2节点中C₂(s)控制单元的输出信号u_2a(s)，通过交叉解耦通道传递函数P₁₂(s)作用于闭环控制回路1，其P₁₂(s)的输出信号为u_p12(s)；将信号u_p11(s)与u_p12(s)相加得到控制回路1解耦执行器DA1节点的解耦输出信号u_1b(s)，且u_1b(s)＝u_p11(s)+u_p12(s)；

C6：将信号u_1b(s)作用于被控对象G₁₁(s)得到其输出值y₁₁(s)；将信号u_1b(s)作用于被控对象交叉通道传递函数G₂₁(s)得到其输出值y₂₁(s)；从而实现对被控对象G₁₁(s)和G₂₁(s)的解耦与控制，同时实现对网络时延τ₁和τ₂的补偿与控制；

方式D的步骤包括：

D1：传感器S2节点工作于时间驱动方式，其触发信号为周期h₂的采样信号；

D2：传感器S2节点被触发后，对被控对象G₂₂(s)输出信号y₂₂(s)和被控对象交叉通道传递函数G₂₁(s)的输出信号y₂₁(s)进行采样，并计算出闭环控制回路2的系统输出信号y₂(s)，且y₂(s)＝y₂₂(s)+y₂₁(s)；

D3：传感器S2节点将反馈信号y₂(s)，通过闭环控制回路2的反馈网络通路向控制器C节点传输，反馈信号y₂(s)将经历网络传输时延τ₄后，才能到达控制器C节点；

方式E的步骤包括：

E1：控制器C节点工作于事件驱动方式，被反馈信号y₂(s)所触发；

E2：在控制器C节点中，将闭环控制回路2的系统给定信号x₂(s)，先减去反馈信号y₂(s)后，再加上y₂(s)，其节点的输出信号为u₂(s)，且u₂(s)＝x₂(s)-y₂(s)+y₂(s)＝x₂(s)；

E3：将信号u₂(s)通过闭环控制回路2的前向网络通路单元向解耦执行器DA2节点传输，u₂(s)将经历网络传输时延τ₄后，才能到达解耦执行器DA2节点；

方式F的步骤包括：

F1：解耦执行器DA2节点工作于事件驱动方式，被信号u₂(s)所触发；

F2：解耦执行器DA2节点被触发后，将信号u₂(s)与来自传感器S2节点的反馈信号y₂(s)相减，得到误差信号e₂(s)，且e₂(s)＝u₂(s)-y₂(s)；

F3：对e₂(s)实施控制算法C₂(s)，得到信号u_2a(s)；

F4：将信号u_2a(s)作用于前向通路P₂₂(s)解耦单元得到其输出信号u_p22(s)；

F5：将来自闭环控制回路1解耦执行器DA1节点中C₁(s)控制单元的输出信号u_1a(s)，通过交叉解耦通道传递函数P₂₁(s)作用于闭环控制回路2，其P₂₁(s)的输出信号为u_p21(s)；将信号u_p22(s)与u_p21(s)相加得到控制回路2的解耦执行器DA2节点解耦输出信号为u_2b(s)，且u_2b(s)＝u_p22(s)+u_p21(s)；

F6：将信号u_2b(s)作用于被控对象G₂₂(s)得到其输出值y₂₂(s)；将信号u_2b(s)作用于被控对象交叉通道传递函数G₁₂(s)得到其输出值y₁₂(s)；从而实现对被控对象G₂₂(s)和G₁₂(s)的解耦与控制，同时实现对网络时延τ₃和τ₄的补偿与控制。