【正文】 00110=06H ADX5 00000100=04H ADY5 00000100=04H 答 ADX6 00000101=05H ADY6 00000101=05H 課 10 第四章 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制算法 習(xí)題參考答案 4...1. 數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì)步驟是什么？ 模擬化設(shè)計(jì)步驟： （ 1）設(shè)計(jì)假想的模擬控制器 D(S) （ 2）正確地選擇采樣周期 T （ 3）將 D(S)離散化為 D(Z) （ 4）求出與 D(S)對(duì)應(yīng) 的差分方程 （ 5）根據(jù)差分方程編制相應(yīng)程序。 w a (2)為實(shí)現(xiàn)手動(dòng) ——自動(dòng)無(wú)擾切換，在切換瞬時(shí)，計(jì)算機(jī)的輸出值應(yīng)設(shè)置為原始閥門(mén)開(kāi)度 u0， 若采用增量型算法，其輸出對(duì)應(yīng)于閥門(mén)位置的變化部分，即算式中不出現(xiàn) u 項(xiàng)，所以易于實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)擾動(dòng)切 h 0 k 換。 當(dāng)系統(tǒng)輸出超過(guò)給定值后，偏差反向，但由于大的積分積累值，控制量需要相當(dāng)一段 時(shí)間脫離飽和區(qū)。 4..7..簡(jiǎn)述擴(kuò)充臨界比例度法、擴(kuò)充響應(yīng)曲線(xiàn)法整定 PID 參數(shù)的步驟。擴(kuò)充響應(yīng)曲線(xiàn)法整定 PID參數(shù)的步驟： o (1)斷開(kāi)數(shù)字調(diào)節(jié)器，讓系統(tǒng)處于手動(dòng)操作狀態(tài)。 (2)求廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù) G(z)。 解：廣義脈沖傳遞函數(shù)為 1?e?Ts 10 100 G(z)=Z( ? )=(1?z?1)Z( ) s s(+1) s2(s+10) 10Tz?1 1 1 = ? + ) m (1?z?1)2 1?z?1 (1?e?10Tz?1) ?1 ?1 o (1+ ) c = ?1 ?1 (1?z )(1? ) . aw 最少拍無(wú)紋波設(shè)計(jì)步驟： d 1）根據(jù)廣義對(duì)象的傳遞函數(shù)確定參數(shù) 已知 N=2， M=2 h 所以 d=0 k N（分母多項(xiàng)式的冪次） . ?1 M （分子多項(xiàng)式的冪次） w=1(即分子多項(xiàng)式中的 (1+ )) d=NM延時(shí) w v=1， j=1； w 在所有零點(diǎn)的總數(shù)（不包括無(wú)窮遠(yuǎn)的零點(diǎn)） q=2(單位速度輸入 ) w v在 zz平面的單位圓上或圓外極點(diǎn)的個(gè)數(shù) jj在 zz平面的單位圓上極點(diǎn)的個(gè)數(shù) 網(wǎng) q(輸入類(lèi)型 ) 案 2）確定 F1((z))和 F2(zz)的冪次 m和 n m=w+d=1 m=w+d n=v?j+max(j,q） =2 n=v?j+max(j,q） 所以： 后 F(z)=1+f z?1+f z?2+?+f z?m F(z)=1+f z?1 1 11 12 1m 1 11 ?1 ?2 ?n ?1 ?2 F(z)=f z +f z +?+f z F(z)= f z +f z 2 21 22 2n 2 21 22 3）確定 Фe((z)) v?j ? ?1 ? ?1 max(j,q) v?j Φe(z)=? ∏(1?aiz )? (1?z ) F1(z) ? ?1? ?1max(j,q) i=1 Φ (z)=1?Φ(z)= (1?az )(1?z ) F(z) ? ? e ? i ? 1 ∏ ?1 2 ?1 ? i=1 ? ? ? =(1?z ) (1+f z ) 11 =1+(f ?1)z?1?f z?2+f z?3 11 11 11 4）確定 Ф(z) w ?d? ?1 ? Φ(z)=z ∏(1?biz ) F2(z) ? w ? ? ? ?d ?1 ? i=1 ? Φ(z)=z ∏(1?biz ) F2(z) ? ? ?1 ?1 ?2 ? i=1 ? =(1+ ) f z +f z ） 21 22 = f z?1+（ f + ） z?2? z?3 21 22 21 22 15 5）根據(jù)關(guān)系 Φ(z)=1?Φ(z)使等式兩邊同冪次的 e ? 11 21 ?1?2f =? f + ） F1 F2 ? 11 22 21 系數(shù)相等，解出 F1和 F2中的系數(shù)。 后 課 圖 4—1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖 由廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)可得閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)，可求得控制器的脈沖傳遞函數(shù) D(z)。 (4)根據(jù) 控制度，查表求出 T、 Kp、 Ti 和 Td 值。 (4)從計(jì)算精度方面考慮，采樣周期 T 不應(yīng)過(guò)短，當(dāng)主機(jī)字長(zhǎng)較小時(shí)，若 T 過(guò)短，將使前后兩次采樣值差別小，調(diào)節(jié)作用因此會(huì)減弱。 （ 2） 當(dāng)偏差產(chǎn)生躍變時(shí)，位置型 PID算式的輸出將急劇增大或減小，有可能超過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的上（下）限，而此時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)只能工作在上限。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(lèi)裝置時(shí)，一般均采用增量型 PID控制算法。各相通電的電壓波形如圖 。 o 解：插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程如表 3—2 所示。逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)是以階梯折線(xiàn)來(lái)逼近給定直線(xiàn)或圓弧曲線(xiàn)，最大逼近誤差不超過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的一個(gè)脈沖當(dāng)量（每走一步的距離，即步長(zhǎng)）。 DAC0832和 PC總線(xiàn)工業(yè)控制機(jī)接口。 d 本例給出用 803 DAC0809設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)例。這樣，就需要在 A/D轉(zhuǎn)換器之前加入采樣保持器。 c w. 。 按信息傳遞的方向來(lái)分，過(guò)程通道可分為輸入過(guò)程通道和輸出過(guò)程通道；按所傳遞和交換的信息來(lái)分，過(guò)程通道又可分為數(shù)字量過(guò)程通道和模擬量過(guò)程通道。其原理框圖如圖 。 (2)應(yīng)用軟件 :它是面向用戶(hù)本身的程序，即指由用戶(hù)根據(jù)要解決的實(shí)際問(wèn)題而編寫(xiě)的各種程序。常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有電動(dòng)、液動(dòng)和氣動(dòng)等控制形式，也有的采用馬達(dá)、步進(jìn)電 機(jī)及可控 硅元件等進(jìn)行控制。過(guò)程輸入通道把生產(chǎn)對(duì)象的被控參數(shù)轉(zhuǎn)換成微機(jī) 1 可以接收的數(shù)字代碼。? 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程可歸納為以下三個(gè)步驟： (1)實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)采集：對(duì)被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)，并輸入給計(jì)算機(jī)。 (2)輸入輸出通道：這是微機(jī)和生產(chǎn)對(duì)象之間進(jìn)行信息交換的橋梁和紐帶。例如，在溫度控制系統(tǒng)中，微機(jī)根據(jù)溫度的誤差計(jì)算出相應(yīng)的控制量，輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu) (調(diào)節(jié)閥 )來(lái)控制進(jìn)入加熱爐的煤氣 (或油 )量以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的溫度值。 w 系統(tǒng)軟件包括： w ：即為管理程序、磁盤(pán)操作系統(tǒng)程序、監(jiān)控程序等； w ：指的是調(diào)節(jié)程序及故障診斷程序； ：包括各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、語(yǔ)言處理程序 (編譯程序 )、服務(wù)程序 (裝配程序和編輯程序 )、模擬主系統(tǒng) (系統(tǒng)模擬、仿真、移植軟件 )、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等； ：指文字翻譯、企業(yè)管理等。 DDC 系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，是微機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最普遍的一種應(yīng)用形式 。 3 第二章 輸入輸出過(guò)程通道 習(xí)題參考答案 ？過(guò)程通道有哪些分類(lèi)？ 過(guò)程通道是在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道。 o 采用 RS 觸發(fā)器的硬件消抖電路，主要是利用 RS 觸發(fā)器的保持功能實(shí)現(xiàn)消抖。在進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，希望輸入信號(hào)不再變化，以免造成轉(zhuǎn)換誤差。請(qǐng)畫(huà)出接口電路原理圖，并編寫(xiě)相應(yīng)的 8路模擬量數(shù)據(jù)采集程序。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)。