【文章內容簡介】 方式結合起來，就產生了六拍工作方式，其通電順序為A→AB→B→BC→C→CA。8. 采用三相六拍方式控制X軸走向步進電機。非門非門非門光電隔離功率放大步進電機ABC方向控制(“1”正轉,“0”反轉)8031?主程序:? MOV A，0FH；方向輸入信號? MOV P1，A?XMM： MOV A，P1? JNB ，XM；=0反轉? LCALL STEP1；調正轉子程序? SJMP XMM?XM： LCALL STP2；調反轉子程序? SJMP XMM?+X走步子程序：? STEP1： MOV DPTR，TAB；指表頭? CLR A? MOVX A，@A+DPTR；取數? 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? S13： DJNZ R0，S13；? CLR A；? MOVX A，@A+DPTR；取數據? 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第四章 微型計算機控制系統(tǒng)的控制算法習題及參考答案？模擬化設計步驟：（1）設計假想的模擬控制器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)對應的差分方程（5）根據差分方程編制相應程序。試用雙線形變換法、前向差分法、后向差分法分別求取數字控制器D(Z)。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？它們對調節(jié)品質有什么影響？系數為比例系數，提高系數可以減小偏差，但永遠不會使偏差減小到零，而且無止境地提高系數最終將導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。比例調節(jié)可以保證系統(tǒng)的快速性。系數為積分常數，越大積分作用越弱，積分調節(jié)器的突出優(yōu)點是，只要被調量存在偏差，其輸出的調節(jié)作用便隨時間不斷加強，直到偏差為零。在被調量的偏差消除后，由于積分規(guī)律的特點，輸出將停留在新的位置而不回復原位，因而能保持靜差為零。但單純的積分也有弱點，其動作過于遲緩，因而在改善靜態(tài)品質的同時，往往使調節(jié)的動態(tài)品質變壞，過渡過程時間加長。積分調節(jié)可以消除靜差，提高控制精度。系數為微分常數，越大微分作用越強。微分調節(jié)主要用來加快系統(tǒng)的相應速度，減小超調，克服振蕩，消除系統(tǒng)慣性的影響。？試比較它們的優(yōu)缺點。為了實現(xiàn)微機控制生產過程變量，必須將模擬PID算式離散化，變?yōu)閿底諴ID算式，為此，在采樣周期T遠小于信號變化周期時，作如下近似(T足夠小時，如下逼近相當準確，被控過程與連續(xù)系統(tǒng)十分接近)：于是有：u(k)是全量值輸出，每次的輸出值都與執(zhí)行機構的位置(如控制閥門的開度)一一對應，所以稱之為位置型PID算法。在這種位置型控制算法中，由于算式中存在累加項，因此輸出的控制量u(k)不僅與本次偏差有關，還與過去歷次采樣偏差有關，使得u(k)產生大幅度變化，這樣會引起系統(tǒng)沖擊，甚至造成事故。所以實際中當執(zhí)行機構需要的不是控制量的絕對值，而是其增量時，可以采用增量型PID算法。當控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器為步進電機、電動調節(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，一般均采用增量型PID控制算法。與位置算法相比，增量型PID算法有如下優(yōu)點：(1)位置型算式每次輸出與整個過去狀態(tài)有關，計算式中要用到過去偏差的累加值，容易產生較大的累積計算誤差；而在增量型算式中由于消去了積分項，從而可消除調節(jié)器的積分飽和，在精度不足時，計算誤差對控制量的影響較小，容易取得較好的控制效果。(2)為實現(xiàn)手動——自動無擾切換，在切換瞬時，計算機的輸出值應設置為原始閥門開度u0，若采用增量型算法，其輸出對應于閥門位置的變化部分，即算式中不出現(xiàn)u0項，所以易于實現(xiàn)從手動到自動的無擾動切換。(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，不會對生產造成惡劣影響。試寫出相應數字控制器的位置型和增量型控制算式，設采樣周期T=。則 把T=位置型增量型？有四種：（1）積分分離PID控制算法（2）不完全微分PID控制算法（3）帶死區(qū)的PID控制算法（4）消除積分不靈敏區(qū)的PID控制？(1)從調節(jié)品質上看，希望采樣周期短，以減小系統(tǒng)純滯后的影響，提高控制精度。通常保證在95%的系統(tǒng)的過渡過程時間內，采樣6次～15次即可。(2)從快速性和抗擾性方面考慮，希望采樣周期盡量短，這樣給定值的改變可以迅速地通過采樣得到反映，而不致產生過大的延時。(3)從計算機的工作量和回路成本考慮，采樣周期T應長些，尤其是多回路控制時，應使每個回路都有足夠的計算時間；當被控對象的純滯后時間τ較大時，常選T=（1/4~1/8）τ。(4)從計算精度方面考慮，采樣周期T不應過短，當主機字長較小時，若T過短，將使前后兩次采樣值差別小，調節(jié)作用因此會減弱。另外，若執(zhí)行機構的速度較低，會出現(xiàn)這種情況，即新的控制量已輸出，而前一次控制卻還沒完成，這樣采樣周期再短也將毫無意義，因此T必須大于執(zhí)行機構的調節(jié)時間。、擴充響應曲線法整定PID參數的步驟。擴充臨界比例度法整定PID參數的步驟：(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，此時調節(jié)器只作純比例控制，給定值r作階躍輸入。(2)逐漸加大比例系數Kp，使控制系統(tǒng)出現(xiàn)臨界振蕩。由臨界振蕩過程求得相應的臨界振蕩周期Ts，并記下此時的比例系數Kp，將其記作臨界振蕩增益Ks。此時的比例度為臨界比例度，記作。(3)選擇控制度，所謂控制度是數字調節(jié)器和模擬調節(jié)器所對應的過渡過程的誤差平方的積分之比。(4)根據控制度，查表求出T、Kp、Ti和Td值。(5)按照求得的整定參數，投入系統(tǒng)運行，觀察控制效果，再適當調整參數，直到獲得滿意的控制效果為止。擴充響應曲線法整定PID參數的步驟：(1)斷開數字調節(jié)器，讓系統(tǒng)處于手動操作狀態(tài)。將被調量調節(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。(2)用儀表記錄被控參數在階躍輸入下的整個變化過程曲線，如圖所示。(3)在曲線最大斜率處作切線，求得滯后時間τ、被控對象的時間常數Tc，以及它們的比值Tc/τ。(4)由τ、Tc、Tc/τ值，查表，求出數字控制器的T、Kp、Ti和Td。？計算機控制系統(tǒng)框圖如圖4—1所示。圖4—1計算機控制系統(tǒng)框圖由廣義對象的脈沖傳遞函數可得閉環(huán)脈沖傳遞函數，可求得控制器的脈沖傳遞函數D(z)。數字控制器的直接設計步驟如下：(1)根據控制系統(tǒng)的性質指標要求和其它約束條件，確定所需的閉環(huán)脈沖傳遞函數Φ(z)。(2)求廣義對象的脈沖傳遞函數G(z)。(3)求取數字控制器的脈沖傳遞函數D(z)。(4)根據D(z)求取控制算法的遞推計算公式。 采樣周期T=1s，采用零階保持器，針對單位速度輸入函數，設計： (1)最少拍控制器； (2)畫出采樣瞬間數字控制器的輸出和系統(tǒng)的輸出曲線。(1)最少拍控制器可以寫出系統(tǒng)的廣義對象的脈沖傳遞函數將T=1S代入，有由于輸入r(t)=t，則(2)系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳遞函數則當輸入為單位速度信號時，系統(tǒng)輸出序列Z變換為y(0)=0,y(1)=0,y(2)=2T,y(3)=3T,…采樣周期T=1s，要求：(1)采用Smith補償控制，求取控制器的輸出；(2)采用大林算法設計數字控制器，并求取的遞推形式。(1