CN103220093B - 一种控制输出信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制输出信号的方法和装置，属于通信及控制领域。所述方法包括：根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的反馈延时；根据所述反馈延时，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵；根据所述第一矩阵、所述第二矩阵、所述多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，控制所述多输入多输出系统的输出信号。所述装置包括：获取模块、计算模块和控制模块。本发明提高了控制器对输出信号的控制作用。

Description

一种控制输出信号的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信及控制领域，特别涉及一种控制输出信号的方法和装置。

背景技术

对于大型多输入多输出系统，利用反馈控制的广域控制技术保证该系统的稳定性和安全性已势在必行。而多输入多输出系统稳定性和安全性与多输入多输出系统的输出信号紧密相关，所以为了保证多输入多输出系统的稳定性和安全性，需要对多输入多输出系统的输出信号进行控制。

目前存在一种控制输出信号的方法，可以为：在采用反馈控制的多输入多输出通信传输系统的多个输出信号中选择多输入多输出系统包括的反馈信号，将多输入多输出系统包括的反馈信号输入到多输入多输出系统的控制器中，控制器根据多输入多输出系统包括的反馈信号，获取多输入多输系统包括的反馈信号对应的反馈延时；根据多输入多输出系统包括的反馈信号对应的反馈延时，计算第一矩阵和第二矩阵，根据第一矩阵和第二矩阵，获取多输入多输出系统控制器的参数，根据该控制器的参数和该系统包括的反馈信号，计算该系统的控制信号，将该控制信号输入到多输入多输出系统的输入端，实现控制多输入多输出系统的输出信号。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

反馈信号从输出端反馈到输入端是通过传输介质传输的，当传输介质不同时，反馈信号通过该传输介质从输出端传输到输入端产生的反馈延时也不同，而现有技术中一个反馈信号对应一个反馈延时，即一个反馈信号从同一个输出端反馈到不同的输入端的反馈延时是相同的，所以通过现有技术对输出信号进行控制的效果不理想，降低了控制器对输出信号的控制作用。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种控制输出信号的方法和设备。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种控制输出信号的方法，所述方法包括：

根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的反馈延时；

根据所述反馈延时，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵；

根据所述第一矩阵、所述第二矩阵、所述多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，控制所述多输入多输出系统的输出信号。

其中，所述根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的反馈延时，包括：

获取多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端输出的输出时间；

获取所述多输入多输出系统包括的输入端接收所述多输入多输出系统包括的反馈信号的接收时间；

根据所述输出时间和所述接收时间，获取所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述输入端的反馈延时。

其中，所述根据所述反馈延时，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵，包括：

从所述多输入多输出系统包括的反馈信号中，选择从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈信号；

根据所述选择的反馈信号和所述多输入多输出系统包括的同一输入端，获取所述选择的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈延时；

根据所述获取的反馈延时和第一预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵；

根据所述获取的反馈延时和第二预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵。

其中，所述根据所述获取的反馈延时和第一预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵，包括：

根据所述获取的反馈延时和第一预设数值，按照如下公式（1）计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的第一延时矩阵；

$L_k=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{s}_1/{\mathrm{\τ}}_{1,k}& s_1/{\mathrm{\τ}}_{2,k}& \·\·\·& s_1/{\mathrm{\τ}}_{n,k}\end{array}\right]---\left(1\right)$

其中，在所述公式（1）中，L_k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的第一延时矩阵，diag[]为对角矩阵，s₁为所述第一预设数值，τ_n,k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时；

根据所述第一延时矩阵，按照如下公式（2）组成所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵，

$L=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{L}_1& L_2& \·\·\·& L_p\end{array}\right]---\left(2\right)$

其中，在所述公式（2）中，L为所述第一矩阵，L_p为所述第一延时矩阵，所述P为所述多输入多输出系统包括的输入端的个数。

其中，所述根据所述获取的反馈延时和第二预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵，包括：

根据所述获取的反馈延时和第二预设数值，按照如下公式（3）计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的第二延时矩阵，

$M_k=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{s}_2/{\mathrm{\τ}}_{1,k}& s_2/{\mathrm{\τ}}_{2,k}& \·\·\·& s_2/{\mathrm{\τ}}_{n,k}\end{array}\right]---\left(3\right)$

其中，在所述公式（3）中，M_k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出统包括的第k个输入端的第二延时矩阵，diag[]为对角矩阵，s₂为所述第二预设数值，τ_n,k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时；

根据所述第二延时矩阵，按照如下公式（4）组成所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵，

$M={\left[\begin{array}{cccc}{M}_1^T& M_2^T& \·\·\·& M_p^T\end{array}\right]}^T---\left(4\right)$

其中，在所述公式（4）中，M为所述第二矩阵，M_p为所述第二延时矩阵，为所述第二延时矩阵的转置。

进一步地，所述根据所述第一矩阵、所述第二矩阵、所述多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，控制所述多输入多输出系统的输出信号，包括：

根据所述第一矩阵、所述第二矩阵和所述多输入多输出系统包括的状态矩阵，计算第一延时空间矩阵；

根据所述多输入多输出系统包括的控制矩阵，计算第二延时空间矩阵；

根据所述第一延时空间矩阵和所述第二延时空间矩阵，计算对称正定常数矩阵；

根据所述对称正定常数矩阵和所述多输入多输出系统包括的反馈信号，控制所述多输入多输出系统的输出信号。

另一方面，提供了一种控制输出信号的装置，所述装置包括：

获取模块，用于根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的反馈延时；

计算模块，用于根据所述获取模块获取的反馈延时，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵；

控制模块，用于根据所述计算模块计算的第一矩阵、所述计算模块计算的第二矩阵、所述多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，控制所述多输入多输出系统的输出信号。

其中，所述获取模块包括：

第一获取单元，用于获取多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端输出的输出时间；

第二获取单元，用于获取所述多输入多输出系统包括的输入端接收所述多输入多输出系统包括的反馈信号的接收时间；

第三获取单元，用于根据所述第一获取单元获取的输出时间和所述第二获取单元获取的接收时间，获取所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述输入端的反馈延时。

其中，所述计算模块包括：

选择单元，用于从所述多输入多输出系统包括的反馈信号中，选择从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈信号；

第四获取单元，用于根据所述选择单元选择的反馈信号和所述多输入多输出系统包括的同一输入端，获取所述选择单元选择的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈延时；

第一计算单元，用于根据所述第四获取单元获取的反馈延时和第一预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵；

第二计算单元，用于根据所述第四获取单元获取的反馈延时和第二预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵。

进一步地，所述第一计算单元包括：

第一计算子单元，用于根据所述第四获取单元获取的反馈延时和第一预设数值，按照如下公式（1）计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的第一延时矩阵；

$L_k=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{s}_1/{\mathrm{\τ}}_{1,k}& s_1/{\mathrm{\τ}}_{2,k}& \·\·\·& s_1/{\mathrm{\τ}}_{n,k}\end{array}\right]---\left(1\right)$

其中，在所述公式（1）中，L_k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的第一延时矩阵，diag[]为对角矩阵，s₁为所述第一预设数值，τ_n,k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时；

第一组成子单元，用于根据所述第一计算子单元计算的第一延时矩阵，按照如下公式（2）组成所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵，

$L=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{L}_1& L_2& \·\·\·& L_p\end{array}\right]---\left(2\right)$

其中，在所述公式（2）中，L为所述第一矩阵，L_p为所述第一延时矩阵，所述P为所述多输入多输出系统包括的输入端的个数。

进一步地，所述第二计算单元包括：

第二计算子单元，用于根据所述第四获取单元获取的反馈延时和第二预设数值，按照如下公式（3）计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的第二延时矩阵，

$M_k=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{s}_2/{\mathrm{\τ}}_{1,k}& s_2/{\mathrm{\τ}}_{2,k}& \·\·\·& s_2/{\mathrm{\τ}}_{n,k}\end{array}\right]---\left(3\right)$

其中，在所述公式（3）中，M_k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出统包括的第k个输入端的第二延时矩阵，diag[]为对角矩阵，s₂为所述第二预设数值，τ_n,k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时；

第二组成子单元，用于根据所述第二计算子单元计算的第二延时矩阵，按照如下公式（4）组成所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵，

$M={\left[\begin{array}{cccc}{M}_1^T& M_2^T& \·\·\·& M_p^T\end{array}\right]}^T---\left(4\right)$

其中，在所述公式（4）中，M为所述第二矩阵，M_p为所述第二延时矩阵，为所述第二延时矩阵的转置。

其中，所述控制模块包括：

第三计算单元，用于根据所述计算模块计算的第一矩阵、所述计算模块计算的第二矩阵和所述多输入多输出系统包括的状态矩阵，计算第一延时空间矩阵；

第四计算单元，用于根据所述多输入多输出系统包括的控制矩阵，计算第二延时空间矩阵；

第五计算单元，用于根据所述第三计算单元计算的第一延时空间矩阵和所述第四计算单元计算的第二延时空间矩阵，计算对称正定常数矩阵；

控制单元，用于根据所述第五计算单元计算的对称正定常数矩阵和所述多输入多输出系统包括的反馈信号，控制所述多输入多输出系统的输出信号。

在本发明实施例中，根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的实际反馈延时；根据实际的反馈延时计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵，得到的第一矩阵和第二矩阵都是实际的反馈信号对应的矩阵；根据第一矩阵、第二矩阵、多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，可以很好地控制多输入多输出系统的输出信号，提高了控制器对输出信号的控制作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种控制输出信号的方法流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种控制输出信号的方法流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种控制输出信号的设备结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种控制输出信号的方法，参见图1，该方法包括：

步骤101：根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的反馈延时；

步骤102：根据获取的反馈延时，计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵；

步骤103：根据计算的第一矩阵、第二矩阵、多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，控制多输入多输出系统的输出信号。

在本发明实施例中，根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的实际反馈延时；根据实际的反馈延时计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵，得到的第一矩阵和第二矩阵都是实际的反馈信号对应的矩阵；根据第一矩阵、第二矩阵、多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，可以很好地控制多输入多输出系统的输出信号，提高了控制器对输出信号的控制作用。

实施例二

本发明实施例提供了一种控制输出信号的方法，参见图2，该方法包括：

步骤201：获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端输出的输出时间；

具体地，根据多输入多输出系统包括的反馈信号中的同步信号，获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端输出的输出时间。

其中，多输入多输出系统包括多个输入端和多个输出端，从该多输入多输出系统包括的多个输出端中选择一部分输出信号作为该多输入多输出系统包括的反馈信号，将该多输入多输出系统包括的反馈信号输入到该多输入多输出系统包括的输入端。

步骤202：获取多输入多输出系统包括的输入端接收多输入多输出系统包括的反馈信号的接收时间；

具体地，当多输入多输出系统包括的输入端接收到多输入多输出系统包括的反馈信号时，获取当前的时间，将当前的时间确定为多输入多输出系统包括的输入端接收多输入多输出系统包括的反馈信号的接收时间。

步骤203：根据输出时间和接收时间，获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到输入端的反馈延时；

具体地，将接收时间和输出时间进行相减，得到多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到输入端的反馈延时。

其中，多输入多输出系统包括的输出信号不一定都反馈到该多输入多输出系统包括的输入端，并且多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到该多输入多输出系统包括的输入端的反馈延时可能为0。

步骤204：从该多输入多输出系统包括的反馈信号中，选择从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈信号；

步骤205：根据选择的反馈信号和多输入多输出系统包括的同一输入端，获取选择的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈延时；

具体地，根据选择的反馈信号和多输入多输出系统包括的同一输入端，从已获取的多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的反馈延时中，获取选择的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈延时。

步骤206：根据获取的反馈延时和第一预设数值，计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵；

其中，第一矩阵是一个P×P维的分块对角矩阵，且第一矩阵的对角元素是一个n×n维的对角矩阵，该n×n维的对角矩阵是由获取的反馈延时和第一预设数值组成的。

具体地，本步骤可以分为如下的步骤（1）和（2），包括：

（1）、根据获取的反馈延时和第一预设数值，按照如下公式（1）计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的第一延时矩阵；

具体地，将获取的反馈延时和第一预设数值相除，得到第一数值；根据第一数值，按照如下公式（1）组成多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的第一延时矩阵，

$L_k=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{s}_1/{\mathrm{\τ}}_{1,k}& s_1/{\mathrm{\τ}}_{2,k}& \·\·\·& s_1/{\mathrm{\τ}}_{n,k}\end{array}\right]---\left(1\right)$

其中，在公式（1）中，L_k为多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的第k个输入端的第一延时矩阵，diag[]为对角矩阵，τ_n,k为多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时，s₁为第一预设数值。

其中，当多输入多输出系统包括的反馈信号反馈到该多输入多输出系统包括的P个输入端时，可以根据步骤（1）得到P个第一延时矩阵，其中，第一延时矩阵为一个n×n维的对角矩阵。

其中，当多输入多输出系统包括的某个反馈信号反馈到该多输入多输出系统包括的某个输入端的反馈延时为0时，根据多输入多输出系统的状态方程，获取该反馈信号反馈到该输入端第一延时矩阵中对应的数值；并且当多输入多输出系统包括的某个反馈信号不反馈到该多输入多输出系统包括的某个输入端，则在该输入端对应的第一延时矩阵中去掉该反馈信号对应的一行。

（2）、根据第一延时矩阵，按照如下公式（2）组成多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵。

具体地，根据多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的每个输入端的第一延时矩阵，按照如下公式（2）组成多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵，

$L=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{L}_1& L_2& \·\·\·& L_p\end{array}\right]---\left(2\right)$

其中，在公式（2）中，L为输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵，L_p为第一延时矩阵，P为多输入多输出系统包括的输入端的个数。

步骤207：根据获取的反馈延时和第二预设数值，计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵；

其中，第二矩阵是一个P×P维的分块对角矩阵，且第二矩阵的对角元素是一个n×n维的对角矩阵，该n×n维的对角矩阵是由获取的反馈延时和第二预设数值组成的。

具体地，本步骤可以分为如下的步骤（1）和（2），包括：

（1）、根据获取的反馈延时和第二预设数值，按照如下公式（3）组成多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的第二延时矩阵；

具体地，将获取的反馈延时和第二预设数值相除，得到第二数值，根据第二数值，按照如下公式（3）组成多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的第二延时矩阵，

$M_k=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{s}_2/{\mathrm{\τ}}_{1,k}& s_2/{\mathrm{\τ}}_{2,k}& \·\·\·& s_2/{\mathrm{\τ}}_{n,k}\end{array}\right]---\left(3\right)$

其中，在公式（3）中，M_k为多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的第k个输入端的第二延时矩阵，s₂为第二预设数值。

其中，当多输入多输出系统包括的反馈信号反馈到该多输入多输出系统包括的P个输入端时，可以根据步骤（1）得到P个第二延时矩阵，其中，第二延时矩阵为一个n×n维的对角矩阵。

其中，当多输入多输出系统包括的某个反馈信号反馈到该多输入多输出系统包括的某个输入端的反馈延时为0时，根据多输入多输出系统的状态方程，获取该反馈信号反馈到该输入端第二延时矩阵中对应的数值；并且当多输入多输出系统包括的某个反馈信号不反馈到该多输入多输出系统包括的某个输入端，则在该输入端对应的第二延时矩阵中去掉该反馈信号对应的一行。

（2）、根据第二延时矩阵，按照如下公式（4）组成多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵。

具体地，根据多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的每个输入端的第二延时矩阵，按照如下公式（4）组成多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵，

$M={\left[\begin{array}{cccc}{M}_1^T& M_2^T& \·\·\·& M_p^T\end{array}\right]}^T---\left(4\right)$

其中，在公式（4）中，M为输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵，M_p为多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一个输入端的第二延时矩阵，为第二延时矩阵的转置。

步骤208：根据第一矩阵、第二矩阵和多输入多输出系统包括的状态矩阵，计算第一延时空间矩阵；

具体地，根据第一矩阵、第二矩阵和多输入多输出系统包括的状态矩阵，按照如下公式（5）和公式（6）计算第一延时空间矩阵，

$\hat{A}=\left[\begin{array}{cc}A& 0\\ M-\hat{A}& L\end{array}\right]---\left(6\right)$

其中，在公式（6）中，为第一延时空间矩阵，A为多输入多输出系统包括的状态矩阵。

步骤209：根据多输入多输出系统包括的控制矩阵，计算第二延时空间矩阵；

具体地，根据多输入多输出系统包括的控制矩阵（输入矩阵），按照如下公式（7）和（8）计算第二延时空间矩阵，

$\hat{B}=\left[\begin{array}{c}B\\ -\tilde{B}\end{array}\right]---\left(8\right)$

其中，在公式（8）中，为第二延时空间矩阵，B为多输入多输出系统包括的控制矩阵（输入矩阵）。

步骤210：根据第一延时空间矩阵和第二延时空间矩阵，计算对称正定常数矩阵；

具体地，根据第一延时空间矩阵和第二延时空间矩阵，按照如下方程（9）计算对称正定常数矩阵，

$\hat{P}\hat{A}+{\hat{A}}^T\hat{P}-\hat{P}\hat{B}{R}^{-1}{\hat{B}}^T\hat{P}+Q=0---\left(9\right)$

其中，在方程（9）中，为对称正定常数矩阵，R为第一预设对称半正定矩阵，R^-1为第一预设对称半正定矩阵的逆矩阵，Q为第二预设对称半正定矩阵。

步骤211：根据该对称正定常数矩阵和多输入多输出系统包括的反馈信号，控制多输入多输出系统的输出信号。

具体地，根据该对称正定常数矩阵和多输入多输出系统包括的反馈信号，按照如下公式（10）计算多输入多输出系统的控制信号，并根据该控制信号控制多输入多输出系统的输出信号，

$u^{*}=-R^{-1}{\hat{B}}^T\hat{P}\hat{x}---\left(10\right)$

其中，在公式（10）中，u^*为多输入多输出系统的控制信号，为多输入多输出系统包括的反馈信号。

在本发明实施例中，根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的实际反馈延时；根据实际的反馈延时计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵，得到的第一矩阵和第二矩阵都是实际的反馈信号对应的矩阵；根据第一矩阵、第二矩阵、多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，可以很好地控制多输入多输出系统的输出信号，提高了控制器对输出信号的控制作用。

实施例三

参见图3，本发明实施例提供了一种控制输出信号的装置，该装置包括：

获取模块301，用于根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的反馈延时；

计算模块302，用于根据获取模块301获取的反馈延时，计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵；

控制模块303，用于根据计算模块302计算的第一矩阵、计算模块302计算的第二矩阵、多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，控制多输入多输出系统的输出信号。

其中，获取模块301包括：

第一获取单元，用于获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端输出的输出时间；

第二获取单元，用于获取多输入多输出系统包括的输入端接收多输入多输出系统包括的反馈信号的接收时间；

第三获取单元，用于根据第一获取单元获取的输出时间和第二获取单元获取的接收时间，获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到输入端的反馈延时。

其中，计算模块302包括：

选择单元，用于从多输入多输出系统包括的反馈信号中，选择从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈信号；

第四获取单元，用于根据选择单元选择的反馈信号和多输入多输出系统包括的同一输入端，获取选择单元选择的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈延时；

第一计算单元，用于根据第四获取单元获取的反馈延时和第一预设数值，计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵；

第二计算单元，用于根据第四获取单元获取的反馈延时和第二预设数值，计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵。

其中，第一计算单元包括：

第一计算子单元，用于根据第四获取单元获取的反馈延时和第一预设数值，按照如下公式（1）计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的第一延时矩阵；

$L_k=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{s}_1/{\mathrm{\τ}}_{1,k}& s_1/{\mathrm{\τ}}_{2,k}& \·\·\·& s_1/{\mathrm{\τ}}_{n,k}\end{array}\right]---\left(1\right)$

其中，在公式（1）中，L_k为多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的第k个输入端的第一延时矩阵，diag[]为对角矩阵，s₁为第一预设数值，τ_n,k为多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时；

第一组成子单元，用于根据第一计算子单元计算的第一延时矩阵，按照如下公式（2）组成多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵，

$L=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{L}_1& L_2& \·\·\·& L_p\end{array}\right]---\left(2\right)$

其中，在公式（2）中，L为第一矩阵，L_p为第一延时矩阵，P为多输入多输出系统包括的输入端的个数。

其中，第二计算单元包括：

第二计算子单元，用于根据第四获取单元获取的反馈延时和第二预设数值，按照如下公式（3）计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的同一输入端的第二延时矩阵，

$M_k=\mathrm{diag}\left[\begin{array}{cccc}{s}_2/{\mathrm{\τ}}_{1,k}& s_2/{\mathrm{\τ}}_{2,k}& \·\·\·& s_2/{\mathrm{\τ}}_{n,k}\end{array}\right]---\left(3\right)$

其中，在公式（3）中，M_k为多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出统包括的第k个输入端的第二延时矩阵，diag[]为对角矩阵，s₂为第二预设数值，τ_n,k为多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时；

第二组成子单元，用于根据第二计算子单元计算的第二延时矩阵，按照如下公式（4）组成多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵，

$M={\left[\begin{array}{cccc}{M}_1^T& M_2^T& \·\·\·& M_p^T\end{array}\right]}^T---\left(4\right)$

其中，在公式（4）中，M为第二矩阵，M_p为第二延时矩阵，为第二延时矩阵的转置。

其中，控制模块303包括：

第三计算单元，用于根据计算模块302计算的第一矩阵、计算模块302计算的第二矩阵和多输入多输出系统包括的状态矩阵，计算第一延时空间矩阵；

第四计算单元，用于根据多输入多输出系统包括的控制矩阵，计算第二延时空间矩阵；

第五计算单元，用于根据第三计算单元计算的第一延时空间矩阵和第四计算单元计算的第二延时空间矩阵，计算对称正定常数矩阵；

控制单元，用于根据第五计算单元计算的对称正定常数矩阵和多输入多输出系统包括的反馈信号，控制多输入多输出系统的输出信号。

在本发明实施例中，根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的实际反馈延时；根据实际的反馈延时计算多输入多输出系统包括的反馈信号从多输入多输出系统包括的输出端反馈到多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵，得到的第一矩阵和第二矩阵都是实际的反馈信号对应的矩阵；根据第一矩阵、第二矩阵、多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，可以很好地控制多输入多输出系统的输出信号，提高了控制器对输出信号的控制作用。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种控制输出信号的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端输出的输出时间；

获取所述多输入多输出系统包括的输入端接收所述多输入多输出系统包括的反馈信号的接收时间；

根据所述输出时间和所述接收时间，获取所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述输入端的反馈延时；

从所述多输入多输出系统包括的反馈信号中，选择从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈信号；

根据所述选择的反馈信号和所述多输入多输出系统包括的同一输入端，获取所述选择的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈延时；

根据所述获取的反馈延时和第一预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵；

根据所述获取的反馈延时和第二预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵；

根据所述第一矩阵、所述第二矩阵、所述多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，控制所述多输入多输出系统的输出信号；

其中，所述根据所述获取的反馈延时和第一预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵，包括：

根据所述获取的反馈延时和第一预设数值，按照如下公式(1)计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的第一延时矩阵；

L_k＝diag[s₁/τ_1,ks₁/τ_2,k…s₁/τ_n,k](1)

其中，在所述公式(1)中，L_k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的第一延时矩阵，diag[]为对角矩阵，s₁为所述第一预设数值，τ_n,k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时；

根据所述第一延时矩阵，按照如下公式(2)组成所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵，

L＝diag[L₁L₂…L_p](2)

其中，在所述公式(2)中，L为所述第一矩阵，L_p为所述第一延时矩阵，所述P为所述多输入多输出系统包括的输入端的个数；

其中，所述根据所述获取的反馈延时和第二预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵，包括：

根据所述获取的反馈延时和第二预设数值，按照如下公式(3)计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的第二延时矩阵，

M_k＝diag[s₂/τ_1,ks₂/τ_2,k…s₂/τ_n,k](3)

其中，在所述公式(3)中，M_k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出统包括的第k个输入端的第二延时矩阵，diag[]为对角矩阵，s₂为所述第二预设数值，τ_n,k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时；

根据所述第二延时矩阵，按照如下公式(4)组成所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵，

$M={\left[\begin{array}{cccc}{M}_1^T& M_2^T& ...& M_p^T\end{array}\right]}^T---\left(4\right)$

其中，在所述公式(4)中，M为所述第二矩阵，M_p为所述第二延时矩阵，为所述第二延时矩阵的转置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一矩阵、所述第二矩阵、所述多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，控制所述多输入多输出系统的输出信号，包括：

根据所述第一矩阵、所述第二矩阵和所述多输入多输出系统包括的状态矩阵，计算第一延时空间矩阵；

根据所述多输入多输出系统包括的控制矩阵，计算第二延时空间矩阵；

根据所述第一延时空间矩阵和所述第二延时空间矩阵，计算对称正定常数矩阵；

根据所述对称正定常数矩阵和所述多输入多输出系统包括的反馈信号，控制所述多输入多输出系统的输出信号。

3.一种控制输出信号的装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于根据多输入多输出系统包括的反馈信号和输入信号，获取所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的反馈延时；

所述获取模块包括：

第一获取单元，用于获取多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端输出的输出时间；

第二获取单元，用于获取所述多输入多输出系统包括的输入端接收所述多输入多输出系统包括的反馈信号的接收时间；

第三获取单元，用于根据所述第一获取单元获取的输出时间和所述第二获取单元获取的接收时间，获取所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述输入端的反馈延时；

计算模块，用于根据所述获取模块获取的反馈延时，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵和第二矩阵；

所述计算模块包括：

选择单元，用于从所述多输入多输出系统包括的反馈信号中，选择从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈信号；

第四获取单元，用于根据所述选择单元选择的反馈信号和所述多输入多输出系统包括的同一输入端，获取所述选择单元选择的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的反馈延时；

第一计算单元，用于根据所述第四获取单元获取的反馈延时和第一预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵；

第二计算单元，用于根据所述第四获取单元获取的反馈延时和第二预设数值，计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵；

控制模块，用于根据所述计算模块计算的第一矩阵、所述计算模块计算的第二矩阵、所述多输入多输出系统包括的状态矩阵和控制矩阵，控制所述多输入多输出系统的输出信号；

其中，所述第一计算单元包括：

第一计算子单元，用于根据所述第四获取单元获取的反馈延时和第一预设数值，按照如下公式(1)计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的第一延时矩阵；

L_k＝diag[s₁/τ_1,ks₁/τ_2,k…s₁/τ_n,k](1)

其中，在所述公式(1)中，L_k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的第一延时矩阵，diag[]为对角矩阵，s₁为所述第一预设数值，τ_n,k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时；

第一组成子单元，用于根据所述第一计算子单元计算的第一延时矩阵，按照如下公式(2)组成所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第一矩阵，

L＝diag[L₁L₂…L_p](2)

其中，在所述公式(2)中，L为所述第一矩阵，L_p为所述第一延时矩阵，所述P为所述多输入多输出系统包括的输入端的个数；

其中，所述第二计算单元包括：

第二计算子单元，用于根据所述第四获取单元获取的反馈延时和第二预设数值，按照如下公式(3)计算所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的同一输入端的第二延时矩阵，

M_k＝diag[s₂/τ_1,ks₂/τ_2,k…s₂/τ_n,k](3)

其中，在所述公式(3)中，M_k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出统包括的第k个输入端的第二延时矩阵，diag[]为对角矩阵，s₂为所述第二预设数值，τ_n,k为所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的第n个输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的第k个输入端的反馈延时；

第二组成子单元，用于根据所述第二计算子单元计算的第二延时矩阵，按照如下公式(4)组成所述多输入多输出系统包括的反馈信号从所述多输入多输出系统包括的输出端反馈到所述多输入多输出系统包括的输入端的第二矩阵，

$M={\left[\begin{array}{cccc}{M}_1^T& M_2^T& ...& M_p^T\end{array}\right]}^T---\left(4\right)$

其中，在所述公式(4)中，M为所述第二矩阵，M_p为所述第二延时矩阵，为所述第二延时矩阵的转置。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

第三计算单元，用于根据所述计算模块计算的第一矩阵、所述计算模块计算的第二矩阵和所述多输入多输出系统包括的状态矩阵，计算第一延时空间矩阵；

第四计算单元，用于根据所述多输入多输出系统包括的控制矩阵，计算第二延时空间矩阵；

第五计算单元，用于根据所述第三计算单元计算的第一延时空间矩阵和所述第四计算单元计算的第二延时空间矩阵，计算对称正定常数矩阵；

控制单元，用于根据所述第五计算单元计算的对称正定常数矩阵和所述多输入多输出系统包括的反馈信号，控制所述多输入多输出系统的输出信号。