電子系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例-文庫吧
2025-07-21 09:54 本頁面
【正文】 性要求 ? 硬件線路越復(fù)雜，系統(tǒng)可靠性就越差； ? 采用軟件替代硬件功能，是提高可靠性的一個好辦法； ? 在一些特殊場合，如軍用及各種惡劣環(huán)境中，往往采用硬件冗余線路來提高系統(tǒng)可靠性。 ?根據(jù)研制周期要求 ? 為了加快智能型電子系統(tǒng)的研制速度，應(yīng)盡量考慮采用各種標(biāo)準(zhǔn)軟硬件或利用已有成熟的軟硬件來完成系統(tǒng)的功能，而不必拘泥于前面所述細(xì)節(jié)。 電子系統(tǒng)設(shè)計 B T R 3. 指標(biāo)分配與框圖構(gòu)成 ? 針對總體方案所提出的任務(wù)、要求和條件，就可以用具有一定功能的若干單元方框圖構(gòu)成一個總方框圖，并將系統(tǒng)的性能指標(biāo)分配到各單元方框中去； ? 對于較粗的方框還可以作進(jìn)一步分解，直到每一個子方框至少可用一個能滿足其功能的方案去實(shí)現(xiàn)為止； ? 將每個方案的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)逐一進(jìn)行分析，再加以比較、優(yōu)化篩選，就可得到較理想的系統(tǒng)方案。 電子系統(tǒng)設(shè)計 B T R 智能電子系統(tǒng)設(shè)計示例 ? 設(shè)計一個水溫控制系統(tǒng)。 一． 設(shè)計任務(wù)與要求 1. 設(shè)計任務(wù) ? 一升水由 1kW的電爐加熱 ， 要求水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時實(shí)現(xiàn)自動調(diào)整，以保持設(shè)定的溫度基本不變 。 2. 基本要求 電子系統(tǒng)設(shè)計 B T R 3. 主要性能指標(biāo) ? 溫度設(shè)定范圍： 40～ 90℃ ，最小區(qū)分度為 1℃ ； ? 控制精度：溫度控制的靜態(tài)誤差 ≤1℃ ； ? 用十進(jìn)制數(shù)碼顯示實(shí)際水溫 ； ? 能打印實(shí)測水溫值 。 4. 擴(kuò)展功能 ? 具有通信能力，可接收其他數(shù)據(jù)設(shè)備發(fā)來的命令，或?qū)⒔Y(jié)果傳送到其他數(shù)據(jù)設(shè)備 ； ? 采用適當(dāng)?shù)目刂品椒?， 當(dāng)設(shè)定溫度或環(huán)境溫度突變時，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量 ； ? 溫度控制的靜態(tài)誤差 ≤℃ ； ? 能自動顯示水溫隨時間變化的曲線 。 電子系統(tǒng)設(shè)計 B T R 二． 總體論證 1. 控制方法選擇 ?水溫控制系統(tǒng)的控制對象具有熱儲存能力大，慣性也較大的特點(diǎn)，水在容器內(nèi)的流動或熱量傳遞都存在一定的阻力，因而可以歸于具有純滯后的一階大慣性環(huán)節(jié)； ?對于大慣性系統(tǒng)的過渡過程控制，一般可采用以下幾種控制方案： 電子系統(tǒng)設(shè)計 B T R ?開關(guān)量控制 ?這種方法通過比較給定值與被控參數(shù)的偏差來控制輸出的狀態(tài)：開通或關(guān)斷，因此控制過程十分簡單，也容易實(shí)現(xiàn)； ?但由于輸出控制量只有兩種狀態(tài)，使被控參數(shù)在兩個方向上變化的速率均為最大，因此容易引起反饋回路振蕩，控制精度不高； ?這種控制方案一般在大慣性系統(tǒng)對控制精度和動態(tài)特性要求不高的情況下采用。 t y ?比例控制 (P控制 ) ?比例控制的輸出與偏差成比例關(guān)系； ?當(dāng)負(fù)荷變化時，抗干擾能力強(qiáng)，過渡過程時間短，但過程終了存在余差； ?適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、允許被控量在一定范圍內(nèi)變化的系統(tǒng)。 t y 電子系統(tǒng)設(shè)計 B T R ?比例積分控制 (PI控制 ) ?控制器的輸出與偏差的積分成比例，積分的作用使過渡過程結(jié)束時無余差，但降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性； ?PI控制適用于滯后較小，負(fù)荷變化不大，被控量不允許有余差的控制系統(tǒng)。 t y ?比例積分加微分控制 (PID控制 ) ?微分的作用使控制器的輸出與偏差變化的速度成比例，它對克服對象的容量滯后有顯著的效果； ?在比例基礎(chǔ)上加入微分作用，使穩(wěn)定性提高，再加上積分作用，可以消除余差 ； ?PID控制適用于負(fù)荷變化大、容量滯后較大、控制品質(zhì)要求又很高的控制系統(tǒng)。 t y 電子系統(tǒng)設(shè)計 B T R
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