网络串级控制系统外前向与内反馈通路时变时延补偿方法

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时变时延补偿方法，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时变时延的测量、观测、估计或辨识，免除对节点时钟信号同步的要求。采用本方法可降低时变网络时延对系统稳定性的影响，改善系统控制性能品质.本发明适用于主被控对象数学模型已知或不确知，副被控对象数学模型已知，网络可存在一定量的数据丢包，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时变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时变时延补偿方法，其特征在于该方法包括以下步骤： (1).当主变送或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).当主变送或控制器节点将误差信号e1(s)，通过外前向网络通路向执行或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).当副变送器节点将模型偏差信号w2(s)，通过内反馈网络通路向执行或副控制器节点传输时，将采用方式D进行工作； (5).当执行或副控制器节点被误差信号e1(s)或/和模型偏差信号w2(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：主变送或控制器节点工作于时间驱动方式，其触发采样周期为h1； A2：主变送或控制器节点被触发后，对主被控对象G1(s)的输出信号Y1(s)进行采样； A3：将系统给定信号R(s)与Y1(s)相加减，得到外回路误差信号e1(s)； 所述方式B的步骤包括： B1：主变送或控制器节点将误差信号e1(s)，通过外前向网络通路向执行或副控制器节点传输； 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)和副被控对象的预估模型G2m(s)的输出信号y2m(s)进行采样； C3：对Y2(s)和y2m(s)实施相减运算，得到模型偏差信号w2(s)； 所述方式D的步骤包括： D1：副变送器节点将模型偏差信号w2(s)，通过内反馈网络通路向执行或副控制器节点传输； 所述方式E的步骤包括： E1：执行或副控制器节点工作于事件驱动方式； E2：执行或副控制器节点被误差信号e1(s)或/和模型偏差信号w2(s)触发； E3：在执行或副控制器节点中，将e1(s)与信号Y1(s)相减，得到内回路误差信号e2(s)； E4：对e2(s)实施控制算法C1(s)，其输出u1(s)与模型偏差信号w2(s)和来自现场副变送器的输出信号Y2(s)相减，得到内回路误差信号e3(s)； E5：对e3(s)实施控制算法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，同时，在节点中完成G2m(s)预估值y2m(s)的计算。