一種兩輸入兩輸出網(wǎng)絡(luò)解耦控制系統(tǒng)隨機網(wǎng)絡(luò)時延IMC(Internal Model Control，IMC)方法，涉及自動控制技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和計算機技術(shù)的交叉領(lǐng)域，尤其涉及帶寬資源有限的多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)解耦控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

通過實時通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，稱為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked control systems，NCS)，NCS的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在NCS中，由于網(wǎng)絡(luò)的引入，降低了控制系統(tǒng)復(fù)雜度和成本，通過網(wǎng)絡(luò)將眾多遠程節(jié)點(或設(shè)備)有機地組合起來，協(xié)同完成單個節(jié)點(或設(shè)備)無法完成的工作。此外，通過網(wǎng)絡(luò)綜合來自不同節(jié)點的信息，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的狀態(tài)進行實時的估計、分析和監(jiān)測，通過把不同設(shè)備進行組網(wǎng)，可以進一步提升系統(tǒng)的整體功能和運行品質(zhì)。另一方面，也給NCS帶來了一些新的問題，例如通信網(wǎng)絡(luò)使數(shù)據(jù)在傳輸中不可避免地受到噪聲、通信時延、量化誤差和數(shù)據(jù)包丟失等因素的影響，尤其是不確定網(wǎng)絡(luò)時延的存在，可降低NCS的控制質(zhì)量，甚至使系統(tǒng)失去穩(wěn)定性，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

目前，國內(nèi)外關(guān)于NCS的研究，主要是針對單輸入單輸出(Single-input and single-output，SISO)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，分別在網(wǎng)絡(luò)時延已知、未知或不確定，網(wǎng)絡(luò)時延小于一個采樣周期或大于一個采樣周期，單包傳輸或多包傳輸，有無數(shù)據(jù)包丟失等情況下，對其進行數(shù)學(xué)建模或穩(wěn)定性分析與控制。但針對實際工業(yè)過程中，普遍存在的至少包含兩個輸入與兩個輸出(Two-input and two-output，TITO)的控制系統(tǒng)所構(gòu)成的多輸入多輸出(Multiple-input and multiple-output，MIMO)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究則相對較少，尤其是針對輸入與輸出信號之間，存在耦合作用需要通過解耦處理的多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)解耦控制系統(tǒng)(Networked decoupling control systems，NDCS)時延補償?shù)难芯砍晒麆t相對更少。

MIMO-NDCS的典型結(jié)構(gòu)如圖2所示。

與SISO-NCS相比，MIMO-NDCS具有以下特點：

(1)輸入信號與輸出信號之間彼此影響并存在耦合作用

在存在耦合作用的MIMO-NCS中，一個輸入信號的變化將會使多個輸出信號發(fā)生變化，而各個輸出信號也不只受到一個輸入信號的影響。即使輸入與輸出信號之間經(jīng)過精心選擇配對，各控制回路之間也難免存在著相互影響，因而要使輸出信號獨立地跟蹤各自的輸入信號是有困難的。MIMO-NDCS中的解耦器，用于解除或降低多輸入多輸出信號之間的耦合作用。

(2)內(nèi)部結(jié)構(gòu)比SISO-NCS要復(fù)雜得多

(3)被控對象可能存在不確定性因素

在MIMO-NDCS中，涉及的參數(shù)較多，各控制回路間的聯(lián)系較多，參數(shù)變動對整體控制效果的影響會變得很復(fù)雜。

(4)控制部件失效

在MIMO-NDCS中，至少包含有兩個或兩個以上的閉環(huán)控制回路，至少包含有兩個或兩個以上的傳感器和執(zhí)行器。每一個元件的失效都可能影響整個控制系統(tǒng)的性能，嚴(yán)重時會使控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至造成重大事故。

由于MIMO-NDCS的上述特殊性，使得大部分基于SISO-NCS進行設(shè)計與控制的方法，已無法滿足MIMO-NDCS的控制性能與控制質(zhì)量的要求，使其不能或不能直接應(yīng)用于MIMO-NDCS的設(shè)計與分析中，給MIMO-NDCS的控制與設(shè)計帶來了一定的困難。

對于MIMO-NDCS，網(wǎng)絡(luò)時延補償與控制的難點主要在于：

(1)由于網(wǎng)絡(luò)時延與網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)負載、網(wǎng)絡(luò)帶寬和數(shù)據(jù)包大小等因素有關(guān)，對大于數(shù)個乃至數(shù)十個采樣周期網(wǎng)絡(luò)時延，要建立MIMO-NDCS中各個控制回路的網(wǎng)絡(luò)時延準(zhǔn)確的預(yù)測、估計或辨識的數(shù)學(xué)模型，目前幾乎是不可能的。

(2)發(fā)生在MIMO-NDCS中前一個節(jié)點向后一個節(jié)點傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)過程中的網(wǎng)絡(luò)時延，在前一個節(jié)點中無論采用何種預(yù)測或估計方法，都不可能事先提前知道其后產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)時延準(zhǔn)確值。時延導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，同時也給控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計帶來困難。

(3)要滿足MIMO-NDCS中，不同分布地點的所有節(jié)點時鐘信號完全同步是不現(xiàn)實的。

(4)由于MIMO-NCS中，輸入與輸出之間彼此影響，并存在耦合作用，其MIMO-NDCS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要比MIMO-NCS和SISO-NCS復(fù)雜，可能存在的不確定性因素較多，對其實施時延補償與控制要比MIMO-NCS和SISO-NCS困難得多。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及MIMO-NDCS中的一種兩輸入兩輸出網(wǎng)絡(luò)解耦控制系統(tǒng)(TITO-NDCS)隨機網(wǎng)絡(luò)時延的補償與控制，其TITO-NDCS的典型結(jié)構(gòu)如圖3所示。

針對圖3中的閉環(huán)控制回路1：

1)從輸入信號x₁(s)到輸出信號y₁(s)之間的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

式中：C₁(s)是控制單元，G₁₁(s)是被控對象；τ₁表示將控制解耦器CD1節(jié)點輸出信號u₁(s)，經(jīng)前向網(wǎng)絡(luò)通路傳輸?shù)綀?zhí)行器A1節(jié)點所經(jīng)歷的網(wǎng)絡(luò)時延；τ₂表示將輸出信號y₁(s)從傳感器S1節(jié)點，經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)通路傳輸?shù)娇刂平怦钇鰿D1節(jié)點所經(jīng)歷的網(wǎng)絡(luò)時延。

2)來自閉環(huán)控制回路2中C₂(s)控制單元的輸出信號u₂(s)，通過交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₁₂(s)和網(wǎng)絡(luò)通路單元作用于閉環(huán)控制回路1，從輸入信號u₂(s)到輸出信號y₁(s)之間的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

3)來自閉環(huán)控制回路2執(zhí)行器A2節(jié)點的輸出信號u_2a(s)，通過被控對象交叉通道傳遞函數(shù)G₁₂(s)影響閉環(huán)控制回路1的輸出信號y₁(s)，從輸入信號u_2a(s)到輸出信號y₁(s)之間閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

上述閉環(huán)傳遞函數(shù)等式(1)至(3)的分母中，包含了隨機網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂的指數(shù)項和時延的存在將惡化控制系統(tǒng)的性能質(zhì)量，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失去穩(wěn)定性。

針對圖3中的閉環(huán)控制回路2：

1)從輸入信號x₂(s)到輸出信號y₂(s)之間的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

式中：C₂(s)是控制單元，G₂₂(s)是被控對象；τ₃表示將控制解耦器CD2節(jié)點輸出信號u_2a(s)，經(jīng)前向網(wǎng)絡(luò)通路傳輸?shù)綀?zhí)行器A2節(jié)點所經(jīng)歷的網(wǎng)絡(luò)時延；τ₄表示將輸出信號y₂(s)從傳感器S2節(jié)點，經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)通路傳輸?shù)娇刂平怦钇鰿D2節(jié)點所經(jīng)歷的網(wǎng)絡(luò)時延。

2)來自閉環(huán)控制回路1中C₁(s)控制單元的輸出信號u₁(s)，通過交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₂₁(s)和網(wǎng)絡(luò)通路單元作用于閉環(huán)控制回路2，從輸入信號u₁(s)到輸出信號y₂(s)之間的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

3)來自閉環(huán)控制回路1執(zhí)行器A1節(jié)點的輸出信號u_1a(s)，通過被控對象交叉通道傳遞函數(shù)G₂₁(s)影響閉環(huán)控制回路2的輸出信號y₂(s)，從輸入信號u_1a(s)到輸出信號y₂(s)之間閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

上述閉環(huán)傳遞函數(shù)等式(4)至(6)的分母中，包含了隨機網(wǎng)絡(luò)時延τ₃和τ₄的指數(shù)項和時延的存在將惡化控制系統(tǒng)的性能質(zhì)量，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失去穩(wěn)定性。

發(fā)明目的：

針對圖3的TITO-NDCS，其閉環(huán)控制回路1的閉環(huán)傳遞函數(shù)等式(1)至(3)的分母中，均包含了網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂的指數(shù)項和以及閉環(huán)控制回路2的閉環(huán)傳遞函數(shù)等式(4)至(6)的分母中，均包含了網(wǎng)絡(luò)時延τ₃和τ₄的指數(shù)項和時延的存在會降低各自閉環(huán)控制回路的控制性能質(zhì)量并影響各自閉環(huán)控制回路的穩(wěn)定性，同時也將降低整個系統(tǒng)的控制性能質(zhì)量并影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時將導(dǎo)致整個系統(tǒng)失去穩(wěn)定性。

為此，針對閉環(huán)控制回路1和控制回路2，提出一種基于IMC(Internal Model Control，IMC)的時延補償方法，構(gòu)成兩閉環(huán)控制回路網(wǎng)絡(luò)時延的補償與控制，用于免除對各閉環(huán)控制回路中，節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)時延的測量、估計或辨識，進而降低網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂，以及τ₃和τ₄對各自閉環(huán)控制回路以及對整個控制系統(tǒng)控制性能質(zhì)量與系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；可實現(xiàn)各自閉環(huán)控制回路的特征方程中不包含網(wǎng)絡(luò)時延的指數(shù)項，進而可降低網(wǎng)絡(luò)時延對整個系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能質(zhì)量，實現(xiàn)對TITO-NDCS隨機網(wǎng)絡(luò)時延的分段、實時、在線和動態(tài)的補償與IMC。

采用方法：

針對圖3中的閉環(huán)控制回路1：

第一步：在控制解耦器CD1節(jié)點中，構(gòu)建一個內(nèi)?？刂破鰿_1IMC(s)取代控制器C₁(s)；為了實現(xiàn)滿足預(yù)估補償條件時，閉環(huán)控制回路1的閉環(huán)特征方程不再包含網(wǎng)絡(luò)時延指數(shù)項，以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂的補償與控制，圍繞被控對象G₁₁(s)，以閉環(huán)控制回路1輸出y₁(s)作為輸入信號，將y₁(s)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸時延預(yù)估模型和預(yù)估內(nèi)?？刂破鰿_1mIMC(s)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸時延預(yù)估模型構(gòu)造一個正反饋預(yù)估控制回路；實施本步驟的結(jié)構(gòu)如圖4所示；

第二步：針對實際TITO-NDCS中，難以獲取網(wǎng)絡(luò)時延準(zhǔn)確值的問題，在圖4中要實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)時延的補償與控制，必須滿足網(wǎng)絡(luò)時延預(yù)估模型和要等于其真實模型和的條件，以及滿足預(yù)估內(nèi)?？刂破鰿_1mIMC(s)等于其內(nèi)?？刂破鰿_1IMC(s)的條件(由于內(nèi)模控制器C_1IMC(s)是人為設(shè)計與選擇，自然滿足C_1mIMC(s)＝C_1IMC(s))。為此，從傳感器S1節(jié)點到控制解耦器CD1節(jié)點之間，以及從控制解耦器CD1節(jié)點到執(zhí)行器A1節(jié)點之間，采用真實的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程和代替其間網(wǎng)絡(luò)時延的預(yù)估補償模型和得到圖5所示的網(wǎng)絡(luò)時延補償與控制結(jié)構(gòu)；

第三步：將圖5按傳遞函數(shù)等價變換規(guī)則進一步化簡，得到圖6所示的實施本發(fā)明方法的網(wǎng)絡(luò)時延補償與控制結(jié)構(gòu)；從結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)系統(tǒng)不包含其間網(wǎng)絡(luò)時延的預(yù)估補償模型，從而免除對閉環(huán)控制回路1中，節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂的測量、估計或辨識；可實現(xiàn)對隨機網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂的補償與IMC；

針對圖3中的閉環(huán)控制回路2：

第一步：在控制解耦器CD2節(jié)點中，構(gòu)建一個內(nèi)?？刂破鰿_2IMC(s)取代控制器C₂(s)；為了實現(xiàn)滿足預(yù)估補償條件時，閉環(huán)控制回路2的閉環(huán)特征方程不再包含網(wǎng)絡(luò)時延指數(shù)項，以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)時延τ₃和τ₄的補償與控制，圍繞被控對象G₂₂(s)，以閉環(huán)控制回路2輸出y₂(s)作為輸入信號，將y₂(s)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸時延預(yù)估模型和預(yù)估內(nèi)?？刂破鰿_2mIMC(s)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸時延預(yù)估模型構(gòu)造一個正反饋預(yù)估控制回路；實施本步驟的結(jié)構(gòu)如圖4所示；

第二步：針對實際TITO-NDCS中，難以獲取網(wǎng)絡(luò)時延準(zhǔn)確值的問題，在圖4中要實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)時延的補償與控制，必須滿足網(wǎng)絡(luò)時延預(yù)估模型和要等于其真實模型和的條件，以及滿足預(yù)估內(nèi)?？刂破鰿_2mIMC(s)等于其內(nèi)?？刂破鰿_2IMC(s)的條件(由于內(nèi)?？刂破鰿_2IMC(s)是人為設(shè)計與選擇，自然滿足C_2mIMC(s)＝C_2IMC(s))。為此，從傳感器S2節(jié)點到控制解耦器CD2節(jié)點之間，以及從控制解耦器CD2節(jié)點到執(zhí)行器A2節(jié)點之間，采用真實的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程和代替其間網(wǎng)絡(luò)時延的預(yù)估補償模型和得到圖5所示的網(wǎng)絡(luò)時延補償與控制結(jié)構(gòu)；

第三步：將圖5按傳遞函數(shù)等價變換規(guī)則進一步化簡，得到圖6所示的實施本發(fā)明方法的網(wǎng)絡(luò)時延補償與控制結(jié)構(gòu)；從結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)系統(tǒng)不包含其間網(wǎng)絡(luò)時延的預(yù)估補償模型，從而免除對閉環(huán)控制回路2中，節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)時延τ₃和τ₄的測量、估計或辨識；可實現(xiàn)對隨機網(wǎng)絡(luò)時延τ₃和τ₄的補償與IMC；

在此需要特別說明的是，在圖6的控制解耦器CD1節(jié)點和CD2節(jié)點中，出現(xiàn)了閉環(huán)控制回路1和2的給定信號x₁(s)和x₂(s)，分別與各自回路的反饋信號y₁(s)和y₂(s)實施先“減”后“加”，或先“加”后“減”運算規(guī)則，即y₁(s)和y₂(s)信號同時經(jīng)過正反饋和負反饋連接到CD1節(jié)點和CD2節(jié)點中：

(1)這是由于將圖5閉環(huán)控制回路1和2中的內(nèi)?？刂破鰿_1IMC(s)和C_2IMC(s)單元，按照傳遞函數(shù)等價變換規(guī)則進一步化簡得到圖6所示的結(jié)果，并非人為設(shè)置；

(2)由于NCS的節(jié)點幾乎都是智能節(jié)點，不僅具有通信與運算功能，而且還具有存儲與控制功能，在節(jié)點中對同一個信號進行先“減”后“加”，或先“加”后“減”，這在運算法則上不會有什么不符合規(guī)則之處；

(3)在節(jié)點中對同一個信號進行“加”與“減”運算其結(jié)果值為“零”，這個“零”值，并不表明在該節(jié)點中信號y₁(s)和y₂(s)就不存在，或沒有得到y(tǒng)₁(s)和y₂(s)信號，或信號沒有被貯存；或因“相互抵消”導(dǎo)致“零”信號值就變成不存在，或沒有意義；

(4)控制解耦器CD1節(jié)點或者CD2節(jié)點的觸發(fā)就來自于信號y₁(s)或者y₂(s)的驅(qū)動，如果控制解耦器CD1節(jié)點或者CD2節(jié)點沒有接收到來自反饋網(wǎng)絡(luò)通路傳輸過來的信號y₁(s)或者y₂(s)，則處于事件驅(qū)動工作方式的控制解耦器CD1節(jié)點或者CD2節(jié)點將不會被觸發(fā)。

針對圖6中的閉環(huán)控制回路1：

1)從輸入信號x₁(s)到輸出信號y₁(s)之間的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

式中：C_1IMC(s)是內(nèi)?？刂破鳌?/p>

2)來自閉環(huán)控制回路2控制解耦器CD2節(jié)點偏差信號e₂(s)，通過內(nèi)模控制器C_2IMC(s)和交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₁₂(s)以及網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號y_p12(s)作用于閉環(huán)控制回路1，從輸入信號e₂(s)到輸出信號y₁(s)之間的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

3)來自閉環(huán)控制回路2執(zhí)行器A2節(jié)點輸出信號u_2c(s)，通過被控對象交叉通道傳遞函數(shù)G₁₂(s)作用于閉環(huán)控制回路1，從輸入信號u_2c(s)到輸出信號y₁(s)之間的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

從上述閉環(huán)傳遞函數(shù)等式(7)至(9)中可以看出：閉環(huán)傳遞函數(shù)分母為1，此時閉環(huán)控制回路1相當(dāng)于一個開環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母中已經(jīng)不再包含影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂的指數(shù)項和系統(tǒng)的穩(wěn)定性僅與被控對象、交叉解耦通路傳遞函數(shù)和內(nèi)模控制器本身的穩(wěn)定性有關(guān)；采用本發(fā)明方法可降低網(wǎng)絡(luò)時延對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，改善系統(tǒng)的動態(tài)控制性能質(zhì)量，實現(xiàn)對隨機網(wǎng)絡(luò)時延的動態(tài)補償與IMC。

針對圖6中的閉環(huán)控制回路2：

1)從輸入信號x₂(s)到輸出信號y₂(s)之間的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

式中：C_2IMC(s)是內(nèi)?？刂破?。

2)來自閉環(huán)控制回路1控制解耦器CD1節(jié)點偏差信號e₁(s)，通過內(nèi)模控制器C_1IMC(s)和交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₂₁(s)以及網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號y_p21(s)作用于閉環(huán)控制回路2，從輸入信號e₁(s)到輸出信號y₂(s)之間的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

3)來自閉環(huán)控制回路1執(zhí)行器A1節(jié)點輸出信號u_1c(s)，通過被控對象交叉通道傳遞函數(shù)G₂₁(s)作用于閉環(huán)控制回路2，從輸入信號u_1c(s)到輸出信號y₂(s)之間的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

從上述閉環(huán)傳遞函數(shù)等式(10)至(12)中可以看出：閉環(huán)傳遞函數(shù)分母為1，此時閉環(huán)控制回路2相當(dāng)于一個開環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母中已經(jīng)不再包含影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的網(wǎng)絡(luò)時延τ₃和τ₄的指數(shù)項和系統(tǒng)的穩(wěn)定性僅與被控對象、交叉解耦通路傳遞函數(shù)和內(nèi)?？刂破鞅旧淼姆€(wěn)定性有關(guān)；采用本發(fā)明方法可降低網(wǎng)絡(luò)時延對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，改善系統(tǒng)的動態(tài)控制性能質(zhì)量，實現(xiàn)對隨機網(wǎng)絡(luò)時延的動態(tài)補償與IMC。

內(nèi)?？刂破鰿_1IMC(s)和C_2IMC(s)的設(shè)計與選擇：

設(shè)計內(nèi)?？刂破饕话悴捎昧銟O點相消法，即兩步設(shè)計法：

第一步是設(shè)計一個取之為被控對象模型的逆模型作為前饋控制器C₁₁(s)和C₂₂(s)；

第二步是在前饋控制器中添加一定階次的前饋濾波器f₁(s)和f₂(s)，構(gòu)成一個完整的內(nèi)?？刂破鰿_1IMC(s)和C_2IMC(s)。

(1)前饋控制器C₁₁(s)和C₂₂(s)

先忽略被控對象與被控對象模型不完全匹配時的誤差、系統(tǒng)的干擾及其它各種約束條件等因素，選擇閉環(huán)控制回路1和回路2中，被控對象預(yù)估模型等于其真實模型，即：G_11m(s)＝G₁₁(s)，G_22m(s)＝G₂₂(s)。

此時，被控對象預(yù)估模型可以根據(jù)被控對象的零極點分布狀況劃分為：G_11m(s)＝G_11m+(s)G_11m-(s)和G_22m(s)＝G_22m+(s)G_22m-(s)，其中：G_11m+(s)和G_22m+(s)分別為被控對象預(yù)估模型G_11m(s)和G_22m(s)中包含純滯后環(huán)節(jié)和s右半平面零極點的不可逆部分；G_11m-(s)和G_22m-(s)分別為被控對象預(yù)估模型中的最小相位可逆部分。

通常情況下，閉環(huán)控制回路1和回路2的前饋控制器C₁₁(s)和C₂₂(s)可分別選取為：和

(2)前饋濾波器f₁(s)和f₂(s)

由于被控對象中的純滯后環(huán)節(jié)和位于s右半平面的零極點會影響前饋控制器的物理實現(xiàn)性，因而在前饋控制器的設(shè)計過程中只取了被控對象最小相位的可逆部分G_11m-(s)和G_22m-(s)，忽略了G_11m+(s)和G_22m+(s)；由于被控對象與被控對象預(yù)估模型之間可能不完全匹配而存在誤差，系統(tǒng)中還可能存在干擾信號，這些因素都有可能使系統(tǒng)失去穩(wěn)定。為此，在前饋控制器中添加一定階次的前饋濾波器，用于降低以上因素對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，提高系統(tǒng)的魯棒性。

通常把閉環(huán)控制回路1的前饋濾波器f₁(s)，以及控制回路2的前饋濾波器f₂(s)，分別選取為比較簡單的n₁和n₂階濾波器和其中：λ₁和λ₂為前饋濾波器時間常數(shù)；n₁和n₂為前饋濾波器的階次，且n₁＝n_1a-n_1b和n₂＝n_2a-n_2b；n_1a和n_2a分別為被控對象G₁₁(s)和G₂₂(s)分母的階次；n_1b和n_2b分別為被控對象G₁₁(s)和G₂₂(s)分子的階次，通常n₁＞0和n₂＞0。

(3)內(nèi)?？刂破鰿_1IMC(s)和C_2IMC(s)

閉環(huán)控制回路1和回路2的內(nèi)?？刂破鰿_1IMC(s)和C_2IMC(s)可分別選取為:

和

從等式(13)和(14)中可以看出：一個自由度的內(nèi)模控制器C_1IMC(s)和C_2IMC(s)中，都只有一個可調(diào)節(jié)參數(shù)λ₁和λ₂，由于λ₁和λ₂參數(shù)的變化與系統(tǒng)的跟蹤性能和抗干擾能力都有著直接的關(guān)系，因此在整定濾波器的可調(diào)節(jié)參數(shù)λ₁和λ₂時，一般需要在系統(tǒng)的跟蹤性與抗干擾能力兩者之間進行折衷。

本發(fā)明的適用范圍：

適用于被控對象數(shù)學(xué)模型已知或不確知所構(gòu)成的一種兩輸入兩輸出網(wǎng)絡(luò)解耦控制系統(tǒng)(TITO-NDCS)隨機網(wǎng)絡(luò)時延的補償與IMC；其研究思路與研究方法，同樣也適用于被控對象數(shù)學(xué)模型已知或不確知所構(gòu)成的多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)解耦控制系統(tǒng)(MIMO-NDCS)隨機網(wǎng)絡(luò)時延的補償與IMC。

本發(fā)明的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進行工作；

(2).當(dāng)控制解耦器CD1節(jié)點被反饋信號y₁(s)觸發(fā)時，將采用方式B進行工作；

(3).當(dāng)執(zhí)行器A1節(jié)點被信號u_1a(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元輸出信號y_p12(s)觸發(fā)時，將采用方式C進行工作；

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進行工作；

(5).當(dāng)控制解耦器CD2節(jié)點被反饋信號y₂(s)觸發(fā)時，將采用方式E進行工作；

(6).當(dāng)執(zhí)行器A2節(jié)點被信號u_2a(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元輸出信號y_p21(s)觸發(fā)時，將采用方式F進行工作；

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)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)，且y₁(s)＝y(tǒng)₁₁(s)+y₁₂(s)；

A3：傳感器S1節(jié)點將反饋信號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y₁(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)實施內(nèi)?？刂扑惴–_1IMC(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y_p21(s)；將信號y_p21(s)通過交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元向執(zhí)行器A2節(jié)點傳輸，信號y_p21(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延τ₂₁后，才能到達執(zhí)行器A2節(jié)點；

B3：將誤差信號e₁(s)與反饋信號y₁(s)相加得到信號u_1a(s)，即u_1a(s)＝e₁(s)+y₁(s)；

B4：將信號u_1a(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，信號u_1a(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；

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，被信號u_1a(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元輸出信號y_p12(s)所觸發(fā)；

C2：執(zhí)行器A1節(jié)點被觸發(fā)后，對u_1a(s)實施內(nèi)?？刂扑惴–_1IMC(s)，得到其輸出IMC信號u_1b(s)；

C3：將來自交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號y_p12(s)，與信號u_1b(s)相加得到信號u_1c(s)，即u_1c(s)＝y(tǒng)_p12(s)+u_1b(s)；

C4：將信號u_1c(s)作用于被控對象G₁₁(s)得到其輸出值y₁₁(s)；將信號u_1c(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)的解耦與控制，同時實現(xiàn)對隨機網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂的補償與IMC；

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)進行采樣，并計算出閉環(huán)控制回路2的系統(tǒng)輸出信號y₂(s)，且y₂(s)＝y(tǒng)₂₂(s)+y₂₁(s)；

D3：傳感器S2節(jié)點將反饋信號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y₂(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)，得到偏差信號e₂(s)，即e₂(s)＝x₂(s)-y₂(s)；對e₂(s)實施內(nèi)?？刂扑惴–_2IMC(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y_p12(s)；將信號y_p12(s)通過交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元向執(zhí)行器A1節(jié)點傳輸，信號y_p12(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延τ₁₂后，才能到達執(zhí)行器A1節(jié)點；

E 3：將誤差信號e₂(s)與反饋信號y₂(s)相加得到信號u_2a(s)，即u_2a(s)＝e₂(s)+y₂(s)；

E4：將信號u_2a(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_2a(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；

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，被信號u_2a(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元輸出信號y_p21(s)所觸發(fā)；

F2：執(zhí)行器A2節(jié)點被觸發(fā)后，對u_2a(s)實施內(nèi)?？刂扑惴–_2IMC(s)，得到其輸出IMC信號u_2b(s)；

F3：將來自交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號y_p21(s)與信號u_2b(s)相加，得到信號u_2c(s)，即u_2c(s)＝y(tǒng)_p21(s)+u_2b(s)；

F4：將信號u_2c(s)作用于被控對象G₂₂(s)得到其輸出值y₂₂(s)；將信號u_2c(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)的解耦與控制，同時實現(xiàn)對隨機網(wǎng)絡(luò)時延τ₃和τ₄的補償與IMC。

本發(fā)明具有如下特點：

1、由于從結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)免除對TITO-NDCS中，所有網(wǎng)絡(luò)通路網(wǎng)絡(luò)時延的測量、觀測、估計或辨識，同時還可免除對節(jié)點時鐘信號同步的要求，避免時延估計模型不準(zhǔn)確造成的估計誤差，避免對時延辨識所需耗費節(jié)點存貯資源的浪費，以及由于時延造成的“空采樣”或“多采樣”帶來的補償誤差。

2、由于從TITO-NDCS結(jié)構(gòu)上，實現(xiàn)與具體的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇無關(guān)，因而既適用于采用有線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的TITO-NDCS，亦適用于無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的TITO-NDCS；既適用于確定性網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，亦適用于非確定性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；既適用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的TITO-NDCS，同時亦適用于異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的TITO-NDCS。

3、采用IMC的TITO-NDCS，其內(nèi)?？刂破鰿_1IMC(s)和C_2IMC(s)的可調(diào)參數(shù)只有λ₁和λ₂，其參數(shù)的調(diào)節(jié)與選擇簡單，且物理意義明確；采用IMC不僅可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、跟蹤性能與抗干擾性能，而且還可實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)時延的補償與控制。

4、由于本發(fā)明采用的是“軟件”改變TITO-NDCS結(jié)構(gòu)的補償與控制方法，因而在其實現(xiàn)過程中無需再增加任何硬件設(shè)備，利用現(xiàn)有TITO-NDCS智能節(jié)點自帶的軟件資源，足以實現(xiàn)其補償功能，可節(jié)省硬件投資便于推廣和應(yīng)用。

附圖說明

圖1：NCS的典型結(jié)構(gòu)

圖1中，系統(tǒng)由傳感器S節(jié)點，控制器C節(jié)點，執(zhí)行器A節(jié)點，被控對象，前向網(wǎng)絡(luò)通路傳輸單元以及反饋網(wǎng)絡(luò)通路傳輸單元所組成。

圖1中：x(s)表示系統(tǒng)輸入信號；y(s)表示系統(tǒng)輸出信號；C(s)表示控制器；u(s)表示控制信號；τ_ca表示將控制信號u(s)從控制器C節(jié)點向執(zhí)行器A節(jié)點傳輸所經(jīng)歷的前向網(wǎng)絡(luò)通路傳輸時延；τ_sc表示將傳感器S節(jié)點的檢測信號y(s)向控制器C節(jié)點傳輸所經(jīng)歷的反饋網(wǎng)絡(luò)通路傳輸時延；G(s)表示被控對象傳遞函數(shù)。

圖2：MIMO-NDCS的典型結(jié)構(gòu)

圖2中，系統(tǒng)由r個傳感器S節(jié)點，控制解耦器CD節(jié)點，m個執(zhí)行器A節(jié)點，被控對象G，m個前向網(wǎng)絡(luò)通路傳輸時延單元，以及r個反饋網(wǎng)絡(luò)通路傳輸時延單元所組成。

圖2中：y_j(s)表示系統(tǒng)的第j個輸出信號；u_i(s)表示系統(tǒng)的第i個控制信號；表示將控制解耦信號u_i(s)從控制解耦器CD節(jié)點向第i個執(zhí)行器A節(jié)點傳輸所經(jīng)歷的前向網(wǎng)絡(luò)通路傳輸時延；表示將系統(tǒng)的第j個傳感器S節(jié)點的檢測信號y_j(s)向控制解耦器CD節(jié)點傳輸所經(jīng)歷的反饋網(wǎng)絡(luò)通路傳輸時延；G表示被控對象傳遞函數(shù)。

圖3：TITO-NDCS的典型結(jié)構(gòu)

圖3由閉環(huán)控制回路1和2所構(gòu)成，系統(tǒng)包含傳感器S1和S2節(jié)點，控制解耦器CD1和CD2節(jié)點，執(zhí)行器A1和A2節(jié)點，被控對象傳遞函數(shù)G₁₁(s)和G₂₂(s)以及被控對象交叉通道傳遞函數(shù)G₂₁(s)和G₁₂(s)，交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₂₁(s)和P₁₂(s)，前向網(wǎng)絡(luò)通路傳輸單元和以及反饋網(wǎng)絡(luò)通路傳輸單元和以及交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路傳輸單元和所組成。

圖3中：x₁(s)和x₂(s)表示系統(tǒng)輸入信號；y₁(s)和y₂(s)表示系統(tǒng)輸出信號；C₁(s)和C₂(s)表示控制回路1和2的控制器；u₁(s)和u₂(s)表示控制信號；y_p21(s)和y_p12(s)表示交叉解耦通路輸出信號；u_1a(s)和u_2a(s)表示控制解耦信號；τ₁和τ₃表示將控制信號u₁(s)和u₂(s)從控制解耦器CD1和CD2節(jié)點向執(zhí)行器A1和A2節(jié)點傳輸所經(jīng)歷的前向網(wǎng)絡(luò)通路傳輸時延；τ₂和τ₄表示將傳感器S1和S2節(jié)點的檢測信號y₁(s)和y₂(s)向控制解耦器CD1和CD2節(jié)點傳輸所經(jīng)歷的反饋網(wǎng)絡(luò)通路傳輸時延；τ₂₁和τ₁₂表示將交叉解耦通道傳遞函數(shù)P₂₁(s)和P₁₂(s)的輸出信號y_p21(s)和y_p12(s)向控制解耦器CD2和CD1節(jié)點傳輸所經(jīng)歷的網(wǎng)絡(luò)通路傳輸時延。

圖4：一種包含預(yù)估模型的TITO-NDCS時延補償與控制結(jié)構(gòu)

圖4中，以及是網(wǎng)絡(luò)傳輸時延以及的預(yù)估模型；以及是網(wǎng)絡(luò)傳輸時延以及的預(yù)估模型；C_1mIMC(s)和C_2mIMC(s)分別是內(nèi)?？刂破鰿_1IMC(s)和C_2IMC(s)的預(yù)估控制器。

圖5：用真實模型代替預(yù)估模型的TITO-NDCS時延補償與控制結(jié)構(gòu)

圖6：一種兩輸入兩輸出網(wǎng)絡(luò)解耦控制系統(tǒng)隨機網(wǎng)絡(luò)時延IMC方法

圖6可實現(xiàn)對閉環(huán)控制回路1和2中隨機網(wǎng)絡(luò)時延的補償與控制。

具體實施方式

下面將通過參照附圖6來詳細描述本發(fā)明的示例性實施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點.

具體實施步驟如下所述：

對于閉環(huán)控制回路1：

第一步：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；當(dāng)傳感器S1節(jié)點被觸發(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)，且y₁(s)＝y(tǒng)₁₁(s)+y₁₂(s)；

第二步：傳感器S1節(jié)點將反饋信號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，才能到達控制解耦器CD1節(jié)點；

第三步：控制解耦器CD1節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被反饋信號y₁(s)觸發(fā)后，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)實施內(nèi)?？刂扑惴–_1IMC(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y_p21(s)；將信號y_p21(s)通過交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元向執(zhí)行器A2節(jié)點傳輸，信號y_p21(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延τ₂₁后，才能到達執(zhí)行器A2節(jié)點；

第四步：將誤差信號e₁(s)與反饋信號y₁(s)相加得到信號u_1a(s)，即u_1a(s)＝e₁(s)+y₁(s)；

第五步：將信號u_1a(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_1a(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；

第六步：執(zhí)行器A1節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被信號u_1a(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元輸出信號y_p12(s)觸發(fā)后，對u_1a(s)實施內(nèi)?？刂扑惴–_1IMC(s)，得到其IMC信號u_1b(s)；

第七步：將來自交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號y_p12(s)，與信號u_1b(s)相加得到信號u_1c(s)，即u_1c(s)＝y(tǒng)_p12(s)+u_1b(s)；

第八步：將信號u_1c(s)作用于被控對象G₁₁(s)得到其輸出值y₁₁(s)；將信號u_1c(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)的解耦與控制，同時實現(xiàn)對隨機網(wǎng)絡(luò)時延τ₁和τ₂的補償與IMC；

第九步：返回第一步；

對于閉環(huán)控制回路2：

第一步：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；當(dāng)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)進行采樣，并計算出閉環(huán)控制回路2的系統(tǒng)輸出信號y₂(s)，且y₂(s)＝y(tǒng)₂₂(s)+y₂₁(s)；

第二步：傳感器S2節(jié)點將反饋信號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，才能到達控制解耦器CD2節(jié)點；

第三步：控制解耦器CD2節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被反饋信號y₂(s)觸發(fā)后，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)，得到偏差信號e₂(s)，即e₂(s)＝x₂(s)-y₂(s)；對e₂(s)實施內(nèi)?？刂扑惴–_2IMC(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y_p12(s)；將信號y_p12(s)通過交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元向執(zhí)行器A1節(jié)點傳輸，信號y_p12(s)將經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)傳輸時延τ₁₂后，才能到達執(zhí)行器A1節(jié)點；

第四步：將誤差信號e₂(s)與反饋信號y₂(s)相加得到信號u_2a(s)，即u_2a(s)＝e₂(s)+y₂(s)；

第五步：將信號u_2a(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_2a(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；

第六步：執(zhí)行器A2節(jié)點工作于事件驅(qū)動方式，被信號u_2a(s)或者被交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元輸出信號y_p21(s)觸發(fā)后，對u_2a(s)實施內(nèi)?？刂扑惴–_2IMC(s)，得到其輸出IMC信號u_2b(s)；

第七步：將來自交叉解耦網(wǎng)絡(luò)通路單元的輸出信號y_p21(s)與信號u_2b(s)相加，得到信號u_2c(s)，即u_2c(s)＝y(tǒng)_p21(s)+u_2b(s)；

第八步：將信號u_2c(s)作用于被控對象G₂₂(s)得到其輸出值y₂₂(s)；將信號u_2c(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)的解耦與控制，同時實現(xiàn)對隨機網(wǎng)絡(luò)時延τ₃和τ₄的補償與IMC；

第九步：返回第一步；

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而己，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。