【正文】 （ 1） CAN(Control Area Network)控制器局域網(wǎng)絡(luò) 控制器局域網(wǎng)絡(luò) CAN 是由德國(guó) Bosch 公司的為汽車的監(jiān)測(cè)和控制而設(shè)計(jì)的，逐步發(fā)展到用于其它工業(yè)領(lǐng)域的控制。 (2)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化，廣泛的兼容性。 （ 3 外總線又稱為通信總線，用 于微處理機(jī)與其他智能儀器儀表間的通信。專用總線的基本優(yōu)點(diǎn)是其具有較高的流量，多個(gè)部件可以同時(shí)發(fā)送或接受信息，幾乎不會(huì)出現(xiàn)總線爭(zhēng)用的現(xiàn)象。這些線是系統(tǒng)的各插件間 (或插件內(nèi)部芯片間 )、各系統(tǒng)之間傳送規(guī)定信息的公共通道，有時(shí)也稱數(shù)據(jù)公路，通過(guò)它們可以把各種數(shù)據(jù)和命令傳送到各自要去的地方。為了增加系統(tǒng)的抗干擾能力，電源變壓器做成雙屏 蔽形式。 加權(quán)因子選取可視具體情況決定，一般采樣值愈靠后，賦予的比重越大，這樣可增加新的采樣值在平均值中的比例，系統(tǒng)對(duì)正常變化的靈敏性也可提高，當(dāng) 然對(duì)干擾的靈敏性也稍大了些。它特別適合于信號(hào)本身在某一數(shù)值范圍附近作上下波動(dòng)的情況。共模干擾主要是由電源的地、放大器的地以及信號(hào) 源的地之間的傳輸線上電壓降造成得。 ？在什么情況下使用標(biāo)度變換程序？ 微機(jī)控制系統(tǒng)在讀入被測(cè)模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，往往還要轉(zhuǎn)換成操作人員所熟悉的工程值。 ？ 多變量控制系統(tǒng)解耦條件是系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)矩陣 ??s? 為對(duì)角線矩陣。這種擾動(dòng)的預(yù)先調(diào)整作用就稱為前饋。 (1)采用 Smith 補(bǔ)償控制 廣義對(duì)象的傳遞函數(shù)為 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? sPsssTsCC esHGess esesesGsHsHG ????? ??????????? 11110 ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? 11 1111111 ????? ????????? ?????? zazbzess esDzD Lss ??? ZZ 5432102 T 3 T 4 T 6 T5 TT其中 STtLebeea TT 1,1,1, 11111 ??????? ??? ? 則 ? ? ? ?? ? ? ?1???? ??? zzzzE zUzD? ? ? ? ? ? ? ? ?zEzzzUzzU 211 6 3 2 6 9 ??? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? kukekeku (2)采用大林算法設(shè)計(jì)數(shù)字控制器 取 T=1S, 1?? ,K=1,T1=1,L= T/? =1,設(shè)期望閉環(huán)傳遞函數(shù)的慣性時(shí)間常數(shù) T0= 則期望的閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)為 ? ? ? ?21 220 1 111 ?? ???? ? ???????? ???? ez ezsTesezG LTsTsB Z 廣義被控對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)為 ? ? ? ? ? ?11 12111 1 11 11111 ?? ???? ? ???????? ?????????? ???? ez ezsszzesTKsezHG LTssTC ZZ 則 ? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ?? ? ? ?? ?21121122211211222111122222212211111111111111??????????????????????????????????????????????????????????????zzzzzzzeezeeezezezezezezezezzHGezzGzHGzGzDCBCB又 ? ?? ?? ?zE zUzD ? 則 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?zEzzEzUzzUzzU 121 ??? ???? 上式反變換到時(shí)域，則可得到 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??????? kukukekeku ？如何消除振鈴現(xiàn)象？ 所謂振鈴現(xiàn)象是指數(shù)字控制器的輸出 u(k)以接近二分之一的采樣頻率大幅度上下擺動(dòng)。 ？ 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖 4— 1 所示 。 (3)選擇控制度，所謂控制度是數(shù)字調(diào)節(jié)器和模擬調(diào)節(jié)器所對(duì)應(yīng)的過(guò)渡過(guò)程的誤差平方的積分之比。 (3)從計(jì)算機(jī)的工作量和回路成本考慮，采樣周期 T 應(yīng)長(zhǎng)些，尤其是多回路控制時(shí)，應(yīng)使每個(gè)回路都有足夠的計(jì)算時(shí)間； 當(dāng)被控對(duì)象的純滯后時(shí)間τ較大時(shí)，常選 T=（ 1/4~1/8） τ。當(dāng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器為步進(jìn)電機(jī)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、多圈電位器等具有保持歷史位置的功能的這類裝置時(shí)，一般均采用增量型 PID 控制算法。但單純的積分也有弱點(diǎn)，其動(dòng)作過(guò)于遲緩，因而在改善靜態(tài)品質(zhì)的同時(shí)，往往使調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)變壞，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間加長(zhǎng)。 ?主程序 : 非門 非門 非門 光電隔離 功率放大 步進(jìn)電機(jī) A B C 方向控制 (“1”正轉(zhuǎn) ,“0”反轉(zhuǎn) ) 8031 ? MOV A， 0FH；方向輸入信號(hào) ? MOV P1， A ?XMM： MOV A， P1 ? JNB ， XM； =0 反轉(zhuǎn) ? LCALL STEP1；調(diào)正轉(zhuǎn)子 程序 ? SJMP XMM ?XM： LCALL STP2；調(diào)反轉(zhuǎn)子程序 ? SJMP XMM ?+X 走步子程序： ? STEP1： MOV DPTR， TAB；指表頭 ? CLR A ? MOVX A， A+DPTR；取數(shù) ? CJNE A， 05H， S11；是 否最后單元 ? MOV DPTR， TAB； 重置表頭 ? SJMP S12 ?S11： INC DPTR ；地址加 1 ? S12： MOV R0， 7FH；延時(shí) ? S13： DJNZ R0， S13； ? CLR A； ? MOVX A， A+DPTR；取數(shù)據(jù) ? MOV P1， A ? RET ?X 走步子程序： ?STEP2： MOV DPTR， TAB ? CLR A ? MOVX A， A+DPTR； ? CJNZ A， 01H， S21 ? MOV DPTR， TAB ? ADD DPTR， 0006H ? SJMP S12 ?S21： CLR C ? DEC DPL ? SJMP S12 ?TAB： DB 01H， 03H， 02H， 06H， 04H， 05H 本章作業(yè) 若加工第二象限直線 OA 和圓弧 AB，已知直線起點(diǎn) O（ 0， 0），終點(diǎn) A（ 4， 6）。終點(diǎn)判別仍采用第二種方法，設(shè)一個(gè)總的計(jì)數(shù)器 Nxy，每走一步便減 1 操作，當(dāng) Nxy=0 時(shí)，加工到終點(diǎn)，插補(bǔ)運(yùn)算結(jié)束。 直線插 補(bǔ)計(jì)算過(guò)程的步驟如下： (1)偏差判別：即判別上一次進(jìn)給后的偏差值 Fm 是最大于等于零，還是小于零； (2)坐標(biāo)進(jìn)給：即根據(jù)偏差判斷的結(jié)果決定進(jìn)給方向，并在該方向上進(jìn)給一步； (3)偏差計(jì)算：即計(jì)算進(jìn)給后的新偏差值 Fm+1，作為下一步偏差判別的依據(jù)； (4)終點(diǎn)判別：即若已到達(dá)終點(diǎn)，則停止插補(bǔ)；若未到達(dá)終點(diǎn)，則重復(fù)上述步驟。 (3)輸出裝置：一般包括輸出緩沖電路、隔離電路、輸出信號(hào)功率放大器、各種顯示設(shè)備等。一般地，把按時(shí)序或事序規(guī)定工作的自動(dòng)控制稱為順序控制。因此，需要將模擬電壓信號(hào)通過(guò)電壓 /電流 (V/I)變換技術(shù)，轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。 把采樣轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量按序存于片內(nèi) RAM的 30H~37H單元中。 常見(jiàn)的 A/D 轉(zhuǎn)換有以下幾種控制方式，各自特點(diǎn)如下 ?延時(shí)等待法 :EOC 可不和 I/O 口連接，程序設(shè)計(jì) 時(shí)，延時(shí)大于 ADC 轉(zhuǎn)換時(shí)間后，取數(shù)據(jù)。 ？試說(shuō)明保持電容的大小對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。 (1)I/V 變換：提高了信號(hào)遠(yuǎn)距離傳遞過(guò)程中的抗干擾能力，減少了信號(hào)的衰減，為與標(biāo)準(zhǔn)化儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配提供了方便。其中：輸入調(diào)理電路將來(lái)自控制裝置或生產(chǎn)過(guò)程的各種開(kāi)關(guān)量，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將其通斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的高、低電平，同時(shí)還要考慮對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、保護(hù)、消除觸點(diǎn)抖動(dòng)，以及進(jìn)行信號(hào)隔離等問(wèn)題。 圖 SCC 系統(tǒng)原理框圖 SCC 是操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)和 DDC 系統(tǒng)的綜合與發(fā)展。 ？ 微機(jī)控制系統(tǒng)與常規(guī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)： ，改動(dòng)方便 ，抑制擾動(dòng)能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制 ，控制效率高 ，進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度 、 DDC 和 SCC 系統(tǒng)工作原理如何？它們之間有何區(qū)別和聯(lián)系？ (1)操作指導(dǎo) 控制系統(tǒng)：在操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)的輸出不直接作用于生產(chǎn)對(duì)象，屬于開(kāi)環(huán)控制結(jié)構(gòu)。整個(gè)計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)作，都是在軟件的指揮下協(xié)調(diào)進(jìn)行的，因此說(shuō)軟件是微機(jī)系統(tǒng)的中樞神經(jīng)。 (3)外部設(shè)備：這是實(shí)現(xiàn)微機(jī)和外界進(jìn)行信息交換的設(shè)備，簡(jiǎn)稱外設(shè)，包括人機(jī)聯(lián)系設(shè)備 (操作臺(tái) )、輸入輸出設(shè)備 (磁盤驅(qū)動(dòng)器、鍵盤、打印機(jī)、顯示終端等 )和外存貯器 (磁盤 )。 (3)“離線”方式：若生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備不直接與計(jì)算機(jī)相連接，其工作 不直接受計(jì)算機(jī)的控制，而是通過(guò)中間記錄介質(zhì)，靠人進(jìn)行聯(lián)系并作相應(yīng)操作的方式，則叫做“脫機(jī)”方式或“離線”方式。消除方法有遇限削積分法，有效偏差法等。 T 太小，偏差信號(hào)也過(guò)小，計(jì)算機(jī)會(huì)失去調(diào)節(jié)作用； T 過(guò)大，會(huì)引起誤差。 在 PID 調(diào)節(jié)其中，積分項(xiàng)有什么作用？常規(guī) PID，積分分離與變速積分 3 中算法有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 積分項(xiàng)用于消除靜差。 標(biāo)度轉(zhuǎn)換在工程上有什 么意義？ 標(biāo)度變換將數(shù)字量變成人們熟悉的十進(jìn)制工程量，便于操作人員對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和管理。這種方法成為 PWM。 四章 工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的 報(bào)警方式有幾種？舉例說(shuō)明各自的應(yīng)用場(chǎng)合？ 有聲、光、語(yǔ)言報(bào)警方式。為排除重鍵的影響，編制程序時(shí)，可以將鍵的釋放作為按鍵的結(jié)束，等鍵釋放電平后再轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的功能。 在數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)中，是不是所有的輸入通道都需要加采樣保持器？為什么？ 不是，對(duì)于輸入信號(hào)變化很慢，如溫度信號(hào)；或者 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間較快，使得在 A/D 轉(zhuǎn)換期間輸入信號(hào)變化很小，在允許的 A/D 轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，就不必再選用采樣保持器。 解： sssE sUsD )( )()( ???（ 2 分） )()()( ssEsEssU ?? 兩邊進(jìn)行拉氏逆變換： )()()( .. tetetu ?? )()()( .. kekeku ?? （ 3 分） T kukuku )1()()(. ??? ， T kekeke )1()()(. ??? )()()()( 13231 ????? kekekuku （ 2 分） )()()()( 13231 ????? kekekuku （ 2 分） 2 已 知 某 系 統(tǒng) 廣 義 被 控 對(duì) 象 的 脈 沖 傳 遞 函 數(shù) 為)0 1 8 )()(1( ))(()( 111111????????? ??? zzz zzzzG ，試針對(duì)單位階躍輸入，設(shè)計(jì)最少拍有波紋數(shù)字控制器 )(zD ，并寫(xiě)出系統(tǒng)的輸出響應(yīng) )(zY 并繪制輸出響應(yīng)曲線。將溢出值作為積分項(xiàng)的偏差值去進(jìn)行運(yùn)算，余數(shù)仍保留下來(lái)，作為下一步累加的基數(shù)值。 使用元件多，且線路比 較復(fù)雜。 占用機(jī)時(shí)長(zhǎng)，只要掃描程序停止，顯示即刻停止。 數(shù)碼管的顯示方法 在微型機(jī)控制系統(tǒng)中， 常用的兩種顯示方法 : 動(dòng)態(tài)顯示 靜態(tài)顯示。