技術(shù)特征：

1.一種SPC與二自由度IMC的TITO-NDCS隨機網(wǎng)絡(luò)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(dāng)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(jìn)行工作；

(2).當(dāng)控制解耦器CD1節(jié)點被反饋信號y_1b(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號y_p12(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)點被控制解耦信號u_1p(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)點被反饋信號y_2b(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號y_p21(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)點被控制解耦信號u_2p(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)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)，以及執(zhí)行器A1節(jié)點的輸出信號y_11mb(s)和y_12mb(s)進(jìn)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)-y_12mb(s)；

A3：傳感器S1節(jié)點將反饋信號y_1b(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)點傳輸，反饋信號y_1b(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；

方式B的步驟包括：

B1：控制解耦器CD1節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被反饋信號y_1b(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號y_p12(s)所觸發(fā)；

B2：在控制解耦器CD1節(jié)點中，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y_1b(s)和被控對象預(yù)估模型G_11m(s)的輸出值y_11ma(s)以及被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_12m(s)的輸出值y_12ma(s)，得到系統(tǒng)偏差信號e₁(s)，即e₁(s)＝x₁(s)-y_1b(s)-y_11ma(s)-y_12ma(s)；

B3：對e₁(s)實施控制算法C₁(s)，得到控制信號u₁(s)；

B4：將控制信號u₁(s)作用于交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₂₁(s)得到其輸出信號y_p21(s)；將y_p21(s)通過網(wǎng)絡(luò)通路單元向控制解耦器CD2節(jié)點傳輸，y_p21(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；

B5：將來自于控制解耦器CD2節(jié)點，通過交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₁₂(s)和網(wǎng)絡(luò)通路單元傳輸過來的信號y_p12(s)作用于傳遞函數(shù)1/P₁₂(s)單元得到其輸出信號u_2m(s)；將u_2m(s)與y_p21(s)相加得到信號u_2pm(s)；將u_2pm(s)作用于被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_12m(s)得到其輸出值y_12ma(s)；

B6：將解耦信號y_p12(s)與控制信號u₁(s)相加，得到控制解耦信號u_1p(s)，即u_1p(s)＝y(tǒng)_p12(s)+u₁(s)；將控制解耦信號u_1p(s)作用于被控對象預(yù)估模型G_11m(s)得到其輸出值y_11ma(s)；

B7：將控制解耦信號u_1p(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)點傳輸，u_1p(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延τ₁后，才能到達(dá)執(zhí)行器A1節(jié)點；

方式C的步驟包括：

C1：執(zhí)行器A1節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被控制解耦信號u_1p(s)所觸發(fā)；

C2：將控制解耦信號u_1p(s)作用于被控對象預(yù)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的前向網(wǎng)絡(luò)通路單元的控制解耦信號u_2p(s)作用于被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_12m(s)得到其輸出值y_12mb(s)；

C3：將控制解耦信號u_1p(s)作用于被控對象G₁₁(s)得到其輸出值y₁₁(s)；將控制解耦信號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)的解耦與SPC，同時實現(xiàn)對隨機網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂的補償；

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，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)，以及執(zhí)行器A2節(jié)點的輸出信號y_22mb(s)和y_21mb(s)進(jìn)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)和反饋信號y_2b(s)，且y₂(s)＝y(tǒng)₂₂(s)+y₂₁(s)和y_2b(s)＝y(tǒng)₂(s)-y_22mb(s)-y_21mb(s)；

D3：傳感器S2節(jié)點將反饋信號y_2b(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)點傳輸，反饋信號y_2b(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；

方式E的步驟包括：

E1：控制解耦器CD2節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被反饋信號y_2b(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號y_p21(s)所觸發(fā)；

E2：在控制解耦器CD2節(jié)點中，將反饋信號y_2b(s)與被控對象預(yù)估模型G_22m(s)輸出值y_22ma(s)和被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_21m(s)輸出y_21ma(s)相加得到y(tǒng)_2c(s)，即y_2c(s)＝y(tǒng)_2b(s)+y_22ma(s)+y_21ma(s)；將y_2c(s)作用于反饋濾波器F₂(s)得到其輸出值y_F2(s)；將系統(tǒng)給定信號x₂(s)減去反饋濾波器F₂(s)的輸出信號y_F2(s)，得到系統(tǒng)偏差信號e₂(s)，即e₂(s)＝x₂(s)-y_F2(s)；

E3：對e₂(s)實施內(nèi)?？刂扑惴–_2IMC(s)，得到IMC信號u₂(s)；

E4：將IMC信號u₂(s)作用于交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₁₂(s)得到其輸出信號y_p12(s)；將y_p12(s)通過網(wǎng)絡(luò)通路單元向控制解耦器CD1節(jié)點傳輸，y_p12(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；

E5：將來自于控制解耦器CD1節(jié)點，通過交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₂₁(s)和網(wǎng)絡(luò)通路單元傳輸過來的信號y_p21(s)作用于傳遞函數(shù)1/P₂₁(s)單元得到其輸出信號u_1m(s)；將u_1m(s)與y_p12(s)相加得到信號u_1pm(s)；將u_1pm(s)作用于被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_21m(s)得到其輸出值y_21ma(s)；

E6：將解耦信號y_p21(s)作用于被控對象預(yù)估模型G_22m(s)得到其輸出值y_22ma(s)；將解耦信號y_p21(s)與IMC信號u₂(s)相加，得到控制解耦信號u_2p(s)，即u_2p(s)＝y(tǒng)_p21(s)+u₂(s)；

E7：將控制解耦信號u_2p(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)點傳輸，u_2p(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延τ₃后，才能到達(dá)執(zhí)行器A2節(jié)點；

方式F的步驟包括：

F1：執(zhí)行器A2節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被控制解耦信號u_2p(s)所觸發(fā)；

F2：將控制解耦信號u_2p(s)作用于被控對象預(yù)估模型G_22m(s)得到其輸出值y_22mb(s)；將來自于閉環(huán)控制回路1的前向網(wǎng)絡(luò)通路單元的控制解耦信號u_1p(s)作用于被控對象交叉通道傳遞函數(shù)預(yù)估模型G_21m(s)得到其輸出值y_21mb(s)；

F3：將控制解耦信號u_2p(s)作用于被控對象G₂₂(s)得到其輸出值y₂₂(s)；將控制解耦信號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)的解耦與二自由度IMC，同時實現(xiàn)對隨機網(wǎng)絡(luò)時延τ₃和τ₄的補償。

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)估補償模型，從而免除對節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂，以及τ₃和τ₄的測量、估計或辨識，免除對節(jié)點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，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)時延補償方法的實施，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：采用SPC的控制回路1，由于從TITO-NDCS結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)與具體控制器C₁(s)控制策略的選擇無關(guān)，因而既可用于采用常規(guī)控制的TITO-NDCS，亦可用于采用智能控制或采用復(fù)雜控制策略的TITO-NDCS。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：采用二自由度IMC的控制回路2，其閉環(huán)控制回路的可調(diào)參數(shù)為2個，可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、跟蹤性能與抗干擾能力；尤其是當(dāng)系統(tǒng)存在較大擾動和模型失配時，反饋濾波器F₂(s)的存在可進(jìn)一步改善系統(tǒng)的動態(tài)性能質(zhì)量，降低網(wǎng)絡(luò)時延對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。