【正文】 ,節(jié)點數(shù)110個，傳輸介質(zhì)為雙絞線或光纖等。(g)節(jié)點具有自動關閉功能，當節(jié)點錯誤嚴重時，則自動切斷與總線的聯(lián)系，這樣不影響總線正常工作。LONWORKS提供了一套開發(fā)工具LonBuilder與NodeBuilder。最多可掛接127個站點?？蓪さ刂窞?～15，當?shù)刂窞?時，處于4～20mA(DC)與數(shù)字通信兼容狀態(tài)；當?shù)刂窞?～15時，則處于全數(shù)字通信狀態(tài)。FF現(xiàn)場總線分低速H1和高速H2兩種通信速率。本章作業(yè)簡述五種通用現(xiàn)場總線的特點及其應用領域。它以ISO/OSI開放系統(tǒng)互連模型為基礎，取其物理層、數(shù)據(jù)全連路層、應用層為FF通信模型的相應層次，并在應用層上增加了用戶層。用屏蔽雙絞線單臺設備距離3000m，而多臺設備互連距離1500m?！?2Mbps，最大傳輸距離在12Mbps時為100m、可用中繼器延長至10Km。(c)其核心是Neuron(神經(jīng)元)芯片，內(nèi)含了3個8位的CPU；第1個CPU為介質(zhì)訪問控制處理器，實現(xiàn)Lon Talk協(xié)議的第1層和第2層；第2個CPU為網(wǎng)絡處理器，實現(xiàn)Lon Talk協(xié)議的第3層至第6層；第3個CPU為應用處理器，實現(xiàn)Lon Talk協(xié)議的第7層，執(zhí)行用戶編寫的代碼及用戶代碼所調(diào)用的操作系統(tǒng)服務。這樣傳輸時間短，受干擾的概率低，且具有較好的檢錯效果。（1）CAN(Control Area Network)控制器局域網(wǎng)絡控制器局域網(wǎng)絡CAN是由德國Bosch公司的為汽車的監(jiān)測和控制而設計的，逐步發(fā)展到用于其它工業(yè)領域的控制。(3)面向I/O的開放式設計，適合工業(yè)控制應用。，總線又可分為兩種。它是微處理器總線的延伸，是微處理器與外部硬件接口的通路，如圖所示。因此，采用同一總線標準的不同廠家的插件模塊，就可以組成可正常工作的系統(tǒng)。作為直流穩(wěn)壓器件，現(xiàn)在常用的就是三端穩(wěn)壓器78XX和79XX系列芯片，這類穩(wěn)壓器結構簡單，使用方便，負載穩(wěn)定度為15mV，具有過電流和輸出短路保護，可用于一般微機系統(tǒng)。（2）低通濾波器各種干擾信號一般都有很強的高頻分量，低通濾波器是有效的抗干擾器件，它允許工頻50Hz電源通過，而濾掉高次諧波，從而改善供電質(zhì)量。但有時為了提高濾波效果，往往對不同時刻的采樣值賦以不同的加權因子。（1）程序判斷濾波法：是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，確定出相鄰兩次采樣信號之間可能出現(xiàn)得最大偏差。標度變換有各種不同類型，它取決于被測參數(shù)測量傳感器的類型，設計時應根據(jù)實際情況選擇適當?shù)臉硕茸儞Q方法，常用線性參數(shù)標度變換。？在應用軟件設計過程中，為減少計算延時，通常將運算分為前臺運算和后臺運算。，模糊控制具有哪些優(yōu)點？與PID控制和直接數(shù)字控制相比，模糊控制的優(yōu)點：（1）模糊控制可以應用于具有非線性動力學特征的復雜系統(tǒng)。（2）消除振鈴因子法找出數(shù)字控制器D(z)中引起振鈴現(xiàn)象的因子(即z=1附近的極點)，然后人為地令其中的z=1，就消除了這個極點。(3)求取數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。將被調(diào)量調(diào)節(jié)到給定值附近并穩(wěn)定后，然后突然改變給定值，即給對象輸入一個階躍信號。擴充臨界比例度法整定PID參數(shù)的步驟：(1)選擇一個足夠短的采樣周期T，例如被控過程有純滯后時，采樣周期T取滯后時間的1/10以下，此時調(diào)節(jié)器只作純比例控制，給定值r作階躍輸入。試寫出相應數(shù)字控制器的位置型和增量型控制算式，設采樣周期T=。？試比較它們的優(yōu)缺點。雙線形變換法：把代入，則前向差分法：把代入，則 后向差分法：把代入，則、各有什么作用？它們對調(diào)節(jié)品質(zhì)有什么影響？系數(shù)為比例系數(shù)，提高系數(shù)可以減小偏差，但永遠不會使偏差減小到零，而且無止境地提高系數(shù)最終將導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。下圖為插補過程中的走步軌跡。圓弧插補計算過程的步驟如下：(1)偏差判別(2)坐標進給(3)偏差計算(4)坐標計算(5)終點判別，起點O（0，0），終點A（4，6）。在微機控制下，輸出裝置一方面顯示加工過程中的各有關信息，另一方面向被控生產(chǎn)機械輸出各種有關的開關量控制信號(冷卻、啟、停等)，還向伺服機構發(fā)出進給脈沖信號等。它包括系統(tǒng)控制器、輸入電路、輸入接口、輸出電路、輸出接口、檢測機構、顯示與報警電路。采樣完一遍后停止采集。?保持等待法:EOC與READY相連,EOC無效時,自動插入等待狀態(tài)。采樣保持器的作用：A/D轉(zhuǎn)換器完成一次A/D轉(zhuǎn)換總需要一定的時間。(2)多路轉(zhuǎn)換器：用來切換模擬電壓信號的關鍵元件。為更好地適應生產(chǎn)力的發(fā)展，擴大生產(chǎn)規(guī)模，以滿足對計算機控制系統(tǒng)提出的越來越高的要求，目前計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢有以下幾個方面。(3)數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要用于資料管理、存檔和檢索，相應軟件設計指如何建立數(shù)據(jù)庫以及如何查詢、顯示、調(diào)用和修改數(shù)據(jù)等。軟件是指能夠完成各種功能的計算機程序的總和。過程輸入輸出通道包括模擬量輸入輸出通道和數(shù)字量輸入輸出通道。(2)“在線”方式：在計算機控制系統(tǒng)中，如果生產(chǎn)過程設備直接與計算機連接，生產(chǎn)過程直接受計算機的控制，就叫做“聯(lián)機”方式或“在線”方式。、在線方式和離線方式的含義是什么？(1)實時：所謂“實時”，是指信號的輸入、計算和輸出都是在一定時間范圍內(nèi)完成的，即計算機對輸入信息以足夠快的速度進行處理，并在一定的時間內(nèi)作出反應并進行控制，超出了這個時間就會失去控制時機，控制也就失去了意義。過程輸出通道把微機輸出的控制命令和數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成可以對生產(chǎn)對象進行控制的信號。？說出各部分軟件的作用。應用軟件包括：：指巡回檢測程序、數(shù)據(jù)處理程序、上下限檢查及報警程序、操作面板服務程序、數(shù)字濾波及標度變換程序、判斷程序、過程分析程序等；：指的是控制算法程序、事故處理程序和信息管理程序，其中信息管理程序包括信息生成調(diào)度、文件管理及輸出、打印、顯示程序等；：包括基本運算程序、函數(shù)運算程序、數(shù)碼轉(zhuǎn)換程序、格式編碼程序。？大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，提高了計算機的可靠性和性能價格比，從而使計算機控制系統(tǒng)的應用也越來越廣泛。其中：輸入調(diào)理電路將來自控制裝置或生產(chǎn)過程的各種開關量，進行電平轉(zhuǎn)換，將其通斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換成相應的高、低電平，同時還要考慮對信號進行濾波、保護、消除觸點抖動，以及進行信號隔離等問題。(1)I/V變換：提高了信號遠距離傳遞過程中的抗干擾能力，減少了信號的衰減，為與標準化儀表和執(zhí)行機構匹配提供了方便。？試說明保持電容的大小對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。常見的A/D轉(zhuǎn)換有以下幾種控制方式，各自特點如下?延時等待法:EOC可不和I/O口連接，程序設計時，延時大于ADC轉(zhuǎn)換時間后，取數(shù)據(jù)。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。因此，需要將模擬電壓信號通過電壓/電流(V/I)變換技術，轉(zhuǎn)化為電流信號。一般地，把按時序或事序規(guī)定工作的自動控制稱為順序控制。(3)輸出裝置：一般包括輸出緩沖電路、隔離電路、輸出信號功率放大器、各種顯示設備等。直線插補計算過程的步驟如下： (1)偏差判別：即判別上一次進給后的偏差值Fm是最大于等于零，還是小于零；(2)坐標進給：即根據(jù)偏差判斷的結果決定進給方向，并在該方向上進給一步； (3)偏差計算：即計算進給后的新偏差值Fm+1，作為下一步偏差判別的依據(jù)；(4)終點判別：即若已到達終點，則停止插補；若未到達終點，則重復上述步驟。終點判別仍采用第二種方法，設一個總的計數(shù)器Nxy，每走一步便減1操作，當Nxy=0時，加工到終點，插補運算結束。試用雙線形變換法、前向差分法、后向差分法分別求取數(shù)字控制器D(Z)。微分調(diào)節(jié)主要用來加快系統(tǒng)的相應速度，減小超調(diào)，克服振蕩，消除系統(tǒng)慣性的影響。(3)采用增量型算法時所用的執(zhí)行器本身都具有寄存作用，所以即使計算機發(fā)生故障，執(zhí)行器仍能保持在原位，不會對生產(chǎn)造成惡劣影響。、擴充響應曲線法整定PID參數(shù)的步驟。擴充響應曲線法整定PID參數(shù)的步驟：(1)斷開數(shù)字調(diào)節(jié)器，讓系統(tǒng)處于手動操作狀態(tài)。(2)求廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)G(z)。即使不能使RA≤0，也可以把RA減到最小，最大程度地抑制振鈴。主要擾動引起的誤差，由前饋控制進行補償；次要擾動引起的誤差，由反饋控制予以抑制，這樣在不提高開環(huán)增益的情況下，各種擾動引起的誤差均可得到補償，從而有利于同時兼顧提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的要求。圖5—1 應用軟件設計流程圖（1）問題定義（2）程序設計（3）手編程序（4）差錯（5）測試（6）文件編制（7）維護和再設計？當采樣信號送入CPU，按控制算法要求進行數(shù)據(jù)處理時，由于計算機執(zhí)行每條指令均需要一定時間，這樣，從數(shù)據(jù)采樣到結果輸出之間就要產(chǎn)生一定的時間延遲，稱為計算延時。這種轉(zhuǎn)換稱為工程量轉(zhuǎn)換，也稱為標度變換。？它們各自有什么特點？常用的數(shù)字濾波方法有7種。在算術平均濾波中，N次采樣值在結果中所占的比重是均等的，即每次采樣值具有相同的加權因子1/N。圖6—1 抗干擾直流穩(wěn)壓電源示意圖（1）隔離變壓器隔離變壓器的作用有兩個：其一是防止浪涌電壓和尖峰電壓直接竄入而損壞系統(tǒng)；其二是利用其屏蔽層阻止高頻干擾信號竄入。C2為高頻濾波電容，～，用于抑制浪涌的尖峰。也就是說為了使插件與插件間、系統(tǒng)與系統(tǒng)間能夠正確連接，就必須對連接各插件或各系統(tǒng)的基礎——總線，制定出嚴格的規(guī)約，即總線標準，為各廠商設計和生產(chǎn)插件模塊提供統(tǒng)一的依據(jù)。，總線可以有如下幾種類型：（1）局部總線局部總線又稱為芯片總線。常用的外總線有：連接智能儀器儀表的IEEE488通用接口總線；RS232C和RS422串行通信總線等。(2)嚴格的標準化，廣泛的兼容性。下面是幾種典型的