进行连接，系统具有网络控制结构的优点；另 外，在外环PID控制回路中，事件触发器根据触发机制决定是否需要传送新的数据，以使得 主控制器的信息得到更新，从而提高了网络传输速率，降低了由于网络数据传输量大，导致 的网络传输时延、数据包丢失、网络拥塞等现象发生的概率；另外，自校正控制器根据炉膛 温度和加热炉出口温度变化情况来决定是否需要调整主控制器参数，从而实现优化控制。
[0040] 本发明具体实施步骤如下所述：
[0041] 第一步：工作于时间驱动方式的主变送器对主被控对象的输出信号Xl (t)进行周 期米样；
[0042] 第二步：主变送器将采样后得到的输出信号Xl(kh)通过外环PID控制回路传输至 事件触发器；
[0043] 第三步：事件触发器根据触发机制对输入的信号进行运算，具体的触发机制运算 公式如下：
[0044] [λ-,{(k+j)h) -x^kh)]1{{k+j)h) -x^kh)] <i7.v,/((k+/}/;)Qv,{{k+j)h)
[0045] 其中Ω为对称正定矩阵，〇为属于（〇, 1)的正常数，h为采样周期，Ω，〇，h根据 实际要求进行设置。（k+j)h为第（k+j)个采样周期，j= 1，2，···，为正整数。
[0046] 在上式中，如果输入的采样信号&(〇^+」)1!)满足上述公式，则将不会被传输。只 有当信号大于上式中的更新信号时才能通过网络被传送到主控制器。也就是说，在主变送 器节点，只有部分采样信号才能够被传送到主控制器。很明显，对照已有的网络串级控制系 统或传统串级控制系统，本发明不仅具有网络控制系统和串级控制系统结构的优点，同时 降低了网络通信量，节省了网络带宽。即使是在无线通信网络中，本发明也可以节省传输能 量，提高网络通信速率，减少网络传输时延、数据包丢失、网络拥塞等现象发生的概率。
[0047] 第四步：事件触发器的输出信号&(0)通过外环PID控制回路网络传输到主控制 器，主控制器对输入的信号进行相应的运算后，通过网络传输到副控制器；
[0048] 第五步：工作于时间驱动方式的副变送器对副被控对象的输出信号x2(t)进行周 期采样，并将得到的信号通过内环PID控制回路传输到副控制器；
[0049] 第六步：工作于事件驱动方式的副控制器，通过输入的信号触发，副控制器对给定 的信号进行相应的运算，得到副控制器的输出信号；
[0050] 第七步：副控制器节点将输出信号传输到内环PID控制回路的执行器；
[0051] 第八步：执行器将输入的信号转换成为能够操纵执行器动作的信号，并经硬件改 变操纵变量；
[0052] 第九步：自校正控制器根据副被控对象的输入和主被控对象的输出，通过实时参 数估计器和参数调整器，决定是否需要对主控制器的参数进行在线调整；
[0053] 第十步：返回第一步。
[0054] 以上所述仅为本发明的实施例子而已，并不用于限制本发明，本发明对于远程串 级控制尤其适用。凡在本发明的原则之内，所作的等同替换，均应包含在本发明的保护范围 之内。本发明未作详细阐述的内容属于本专业领域技术人员公知的已有技术。
【主权项】
1. 一种基于触发机制的网络串级温度控制系统，其特征在于：包括主控制器，主控制 器通过网络与串级控制回路连接的，主控制器还与自校正控制器连接；所述串级控制回路 包括外环PID控制回路和内环PID控制回路； 所述外环PID控制回路包括主控制器、副控制器、执行器、副被控对象、主被控对象、主 变送器和事件触发器并通过网络连接； 所述内环PID控制回路包括副控制器、执行器、副被控对象和副变送器； 所述自校正控制器包括参数调整器和参数估计器，自校正控制器根据副被控对象的输 入和主被控对象的输出在线调整主控制器的参数。2. 根据权利要求1所述的一种基于触发机制的网络串级温度控制系统，其特征在于： 所述串级控制回路中，主变送器的输出信号经过基于触发机制的触发器后，再将输出信号 和已传送到主控制器的信号进行比较，比较值大于给定的触发机制值，需要将已传送到主 控制器的信号进行更新。3. 根据权利要求1所述的一种基于触发机制的网络串级温度控制系统，其特征在于： 所述串级控制回路中，主变送器的输出信号经过基于触发机制的触发器后，再将输出信号 和已传送到主控制器的信号进行比较，比较值小于或等于给定的触发机制，主控制器不更 新输出信号。4. 根据权利要求1所述的一种基于触发机制的网络串级温度控制系统，其特征在于： 所述副被控对象的输入和主被控对象的输出通过自校正控制器在线调整控制器的参数。5. 采用权利要求1至4之一所述的系统进行温度控制的方法，其特征在于：包括以下 步骤： 第一步：工作于时间驱动方式的主变送器对主被控对象的输出信号&(〇进行周期采 样； 第二步：主变送器将采样后得到的输出信号Xl(kh)通过外环PID控制回路传输至事件 触发器； 第三步：事件触发器根据触发机制对输入的信号进行运算； 第四步：事件触发器的输出信号&&山）通过外环PID控制回路网络传输到主控制器， 主控制器对输入的信号进行相应的运算后，通过网络传输到副控制器； 第五步：工作于时间驱动方式的副变送器对副被控对象的输出信号&(0进行周期采 样，并将得到的信号通过内环PID控制回路传输到副控制器； 第六步：工作于事件驱动方式的副控制器，通过输入的信号触发，副控制器对给定的信 号进行相应的运算，得到副控制器的输出信号； 第七步：副控制器节点将输出信号传输到内环PID控制回路的执行器； 第八步：执行器将输入的信号转换成为能够操纵执行器动作的信号，并经硬件改变操 纵变量； 第九步：自校正控制器根据副被控对象的输入和主被控对象的输出，通过实时参数估 计器和参数调整器，决定是否需要对主控制器的参数进行在线调整； 第十步：返回第一步。6. 根据权利要求5所述的一种基于触发机制的网络串级温度控制方法，其特征在于： 所述第三步中具体的触发机制运算公式如下：其中Ω为对称正定矩阵，〇为属于（〇, 1)的正常数，h为采样周期，（k+j)h为第（k+j) 个采样周期，j = 1，2，···，为正整数。7. 根据权利要求6所述的一种基于触发机制的网络串级温度控制方法，其特 征在于：所述具体的触发机制运算公式中，输入的采样信号Xl((k+j)h)满足公式则信号不被传输至 主控制器，主控制器的信号不被更新。8. 根据权利要求6所述的一种基于触发机制的网络串级温度控制方法，其特 征在于：所述具体的触发机制运算公式中，输入的采样信号Xl((k+j)h)不满足公式_信号通过网络传 送至主控制器。
【专利摘要】本发明公开了一种基于触发机制的网络串级温度控制系统及方法，其特征在于：包括主控制器，主控制器通过网络与串级控制回路连接的，主控制器还与自校正控制器连接；所述串级控制回路包括外环PID控制回路和内环PID控制回路；所述外环PID控制回路内设置有事件触发器，所述自校正控制器包括参数调整器和参数估计器。事件触发器通过触发机制工作，根据对主变送器的输出信号与已传送到主控制器的信号进行比较，如果比较值大于给定的触发机制值，则将已传送到主控制器的信号进行更新，如果比较值小于或等于给定的触发机制值，则主控制器不更新输出信号。本发明不仅具有串级控制结构的优点还具有网络控制结构的优点，同时具有更好的适应能力和鲁棒性能。
【IPC分类】G05D23/20, G05B13/02, G05B11/42
【公开号】CN105334888
【申请号】CN201510783494
【发明人】杜昭平, 袁文荣, 王玉龙, 李建祯, 叶树霞
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月16日