网络串级控制系统外前向与内反馈通路非确定性时延补偿

摘要

本发明提出一种网络串级控制系统外前向与内反馈通路非确定性时延补偿方法，属于网络控制系统技术领域.它采用真实的网络串级控制系统外前向通路节点，以及内反馈通路节点之间的网络数据传输过程，代替其间网络时延补偿模型，免除对节点之间网络数据传输非确定性时延的测量、观测、估计或辨识，免除对节点时钟信号同步的要求.采用本方法可降低非确定性网络时延对系统稳定性的影响，提高系统的控制性能质量.本发明适用于主副被控对象数学模型已知，系统存在一定的干扰信号，网络可存在一定的数据丢包，网络仅存在于网络串级控制系统外前向与内反馈通路中的非确定性网络时延的动态补偿与控制。

主权项

网络串级控制系统外前向与内反馈通路非确定性时延补偿方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1).当主变送器内嵌入主控制器所组成的主变送控制器节点被采样周期h1触发时，将采用方式A进行工作；(2).当主变送控制器节点将控制信号u1(s)通过外前向网络通路向执行器内嵌入副控制器所组成的执行副控制器节点传输时，将采用方式B进行工作；(3).当副变送器节点被采样周期h2触发时，将采用方式C进行工作；(4).当副变送器节点将副被控对象的输出信号Y2(s)通过内反馈网络通路向执行副控制器节点传输时，将采用方式D进行工作；(5).当执行副控制器节点被控制信号u1(s)或/和经由内反馈网络通路的信号Y2(s)触发时，将采用方式E进行工作；所述方式A的步骤包括：A1：主变送控制器节点工作于时间驱动方式，其触发采样周期为h1；A2：主变送控制器节点被触发后，对主被控对象G1(s)的输出信号Y1(s)和主被控对象的预估模型G1m(s)的输出信号y1m(s)进行采样；A3：对Y1(s)和y1m(s)实施相减运算，得到模型偏差信号w1(s)；A4：将系统给定信号R(s)与w1(s)和m1(s)实施相减运算，得到外回路系统误差信号e1(s)；A5：对e1(s)实施主控制器C1(s)运算，得到控制信号u1(s)；A6：将u1(s)作为给定信号，作用于副控制器的预估算法C2m(s)与副被控对象的预估模型G2m(s)构成的负反馈回路，其输出为ycg2m(s)；A7：将ycg2m(s)作用于G1m(s)，其输出为m1(s)；所述方式B的步骤包括：B1：主变送控制器节点将控制信号u1(s)，通过外前向网络通路向执行副控制器节点传输；所述方式C的步骤包括：C1：副变送器节点工作于时间驱动方式，其触发采样周期为h2；C2：副变送器节点被触发后，对副被控对象G2(s)的输出信号Y2(s)进行采样；所述方式D的步骤包括：D1：副变送器节点将副被控对象的输出信号Y2(s)，通过内反馈网络通路向执行副控制器节点传输；所述方式E的步骤包括：E1：执行副控制器节点工作于事件驱动方式；E2：执行副控制器节点被控制信号u1(s)或/和经由内反馈网络通路的信号Y2(s)触发；E3：在执行副控制器节点中，将u1(s)与来自内反馈网络通路的信号Y2(s)相加减，得到内回路系统误差信号e2(s)；E4：将e2(s)与来自现场副变送器的信号Y2(s)相减，得到内回路系统误差信号e3(s)；E5：对e3(s)实施副控制算法C2(s)，得到控制信号u2(s)；E6：将u2(s)作为驱动信号，对副被控对象G2(s)实施控制，从而改变G2(s)的状态，进而改变G1(s)的状态，实现对G1(s)与G2(s)的控制作用。