【正文】 軟件陷阱技術(shù) ☆ 所謂軟件陷阱 ，就是一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將撲獲的程序引向一個(gè)指定的地址，在那里有一段專(zhuān)門(mén)對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序。因?yàn)閺楋w的程序已經(jīng)偏離正常順序，做了不該做的事。 應(yīng)多采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵地方人為插入一些單字節(jié)指令，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重復(fù)書(shū)寫(xiě)，提高彈飛程序納入正軌的機(jī)會(huì)，這便是指令冗余。前者有良好的抗 “ 毛刺 ” 干擾能力，后者不耐干擾，當(dāng)鎖存線(xiàn)上出現(xiàn)干擾時(shí)，它就會(huì)盲目鎖存當(dāng)前的數(shù)據(jù)，也不管此時(shí)數(shù)據(jù)是否有效。因此，需要根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)選取 α 值，使得被測(cè)參數(shù)既不出現(xiàn)明顯的紋波，反應(yīng)又不太遲緩。 RC 其中 Tf=RC,它的濾波效果取決于濾波時(shí)間常數(shù) Tf。 當(dāng) |y(n)y(n1)|＞ Δy 0時(shí) ， 則取 y(n)=y(n1)。即在每個(gè)采樣周期，先用中位值濾波法得到 m個(gè)濾波值，再對(duì)這 m個(gè)濾波值進(jìn)行算術(shù)平均，得到可用的被測(cè)參數(shù)。濾波公式為： Y=R0Y0+ R1Y1+ R2Y2+…+ RmYm。應(yīng)該視具體情況選擇 N，以便得到滿(mǎn)意的濾波效果。 主要數(shù)字濾波算法：算術(shù)平均值法、中位值濾波法、限幅濾波法、慣性濾波法 第術(shù)平均值法是對(duì)輸入的 N個(gè)采樣數(shù)據(jù) xi(i=1～ N)，尋找這樣一個(gè) y，使 y與 各采樣值間的偏差的平方和為最小 ?????????? ??NiiE12)(m in xy???NiiN11xy例：某壓力儀表采樣數(shù)據(jù)如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 24 25 20 27 24 60 24 25 26 23 序 號(hào) 采樣值 采樣數(shù)據(jù)明顯存在 被干擾 現(xiàn)象（彩色數(shù)據(jù)）。 主要內(nèi)容 (1) 采用軟件的方法 抑制疊加 在輸入輸出信號(hào)上 噪聲影響 ，如模擬輸入信號(hào)的數(shù)字濾波技術(shù)； (2) 由于干擾而使程序發(fā)生混亂，導(dǎo)致程序亂飛或陷入死循環(huán)，采取 使程序納入正規(guī) 的措施，如指令冗余、軟件陷阱、 “ 看門(mén)狗 ” 技術(shù)等； (3) 發(fā)現(xiàn)程序失控后，解決 系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行 的方法，如重要信息的恢復(fù)，系統(tǒng)重入的條件等； (3) 數(shù)字濾波器可以根據(jù)信號(hào)的不同 ， 采用 不同的濾波方法 或?yàn)V波參數(shù) ， 具有靈活 、 方便 、 功能強(qiáng)的特點(diǎn) 。 （ 2）實(shí)時(shí)性 要求系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)外部事件的發(fā)生，并及時(shí)給出處理結(jié)果。 只有正確地填寫(xiě) PID數(shù)據(jù)區(qū)后 ， 才能實(shí)現(xiàn) PID控制系統(tǒng) 。 （ 3）從輸出保持狀態(tài)或安全輸出狀態(tài)切向正常的自 自動(dòng)手動(dòng)切換數(shù)據(jù)區(qū)需要存放軟手動(dòng)控制量 SMV，軟開(kāi)關(guān) SA／ SM狀態(tài)，控制量上限限值 (MH)和下限限值 (ML)，控制量 MV，切換開(kāi)關(guān) HA／ HM狀態(tài)，以及手動(dòng)操作器輸出VM。 ／ 手動(dòng) 對(duì)于一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) ， 可采用手動(dòng)操作器作為計(jì)算機(jī)的后備操作 。下圖為自動(dòng) /手動(dòng)切換處理框圖。 當(dāng)軟開(kāi)關(guān) FS／ NS切向 FS位置時(shí) ， 又恢復(fù)正常輸出方式 。 3． 輸出保持：當(dāng)軟開(kāi)關(guān) FH／ NH切向 NH位置時(shí) ， 現(xiàn)時(shí)刻的控制量 u(k)等于前一時(shí)刻的控制量 u(k1)， 也就是說(shuō) ， 輸出控制量保持不變 。 1．輸出補(bǔ)償： 根據(jù)輸出補(bǔ)償方式 OCM的狀態(tài)，決定控制量 UK與輸出補(bǔ)償量 OCV之間的關(guān)系，即 ： 當(dāng) OCM=0,代表無(wú)補(bǔ)償，此時(shí) Uc=Uk 當(dāng) OCM=1,代表加補(bǔ)償 ， 此時(shí) Uc=Uk+OCV 當(dāng) OCM=2,代表減補(bǔ)償 ， 此時(shí) Uc=UkOCV。 以 PID控制算法為例 ， 當(dāng)軟開(kāi)關(guān) DV／ PV切向 DV位置時(shí) ， 則選用偏差微分方式；當(dāng)軟開(kāi)關(guān) DV／ PV切向 PV位置時(shí) ， 則選用測(cè)量 (即被控量 )微分方式 。 當(dāng)偏差絕對(duì)值 |DV|＞ DL時(shí)，則偏差報(bào)警狀態(tài) DLA為 “ 1”。 變化率的選取要適中 ， 過(guò)小會(huì)使響應(yīng)變慢 ， 過(guò)大則達(dá)不到限制的目的 。 為了安全運(yùn)行 ， 需要對(duì) 被控量 PV進(jìn)行上下限報(bào)警處理 ,即 : 當(dāng) PV＞ PH(上限值 )時(shí) ， 則上限報(bào)警狀態(tài) (PHA)為 “ 1” 當(dāng) PV＜ PL(下限值 )時(shí) ， 則下限報(bào)警狀態(tài) (PLA)為 “ 1”。 (3)給定值變化率限制 為了減少給定值突變對(duì)控制系統(tǒng)的擾動(dòng) ， 防止比例 、 積分飽和 ， 以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)控制 ， 需要對(duì)給定值的變化率 SR加以限制 。 這時(shí)系統(tǒng)處于外給定狀態(tài) 。 通過(guò)選擇軟開(kāi)關(guān) CL／ CR，可以構(gòu)成內(nèi)給定狀態(tài)或外給定狀態(tài)；通過(guò)選擇軟開(kāi)關(guān) CAS／ SCC，可以構(gòu)成串級(jí)控制或 SCC控制。確定字長(zhǎng)要考慮的因素是：輸入信號(hào) x的動(dòng)態(tài)范圍和分辨率。 (3)控制參數(shù)的量化效應(yīng) (4)D/A轉(zhuǎn)換的量化效應(yīng) q＜ εt≤0 q/2≤εr≤q/2 A/D、 D/A及運(yùn)算字長(zhǎng)的選擇 1 . A/D轉(zhuǎn)換器的字長(zhǎng)選擇 為把量化誤差限制在所允許的范圍內(nèi)，應(yīng)使 A/D轉(zhuǎn)換器有 足夠的字長(zhǎng) 。 所謂 舍入 是指 ， 當(dāng)被舍掉的余數(shù) ε 大于或等于 量化單位的 一半 時(shí) ， 則最小有效位 加 1；而當(dāng)余數(shù) ε 小于量化單位的 一半 時(shí) ， 則舍掉 ε 。 1/2） q，在 A/D轉(zhuǎn)換器的字長(zhǎng)足夠長(zhǎng)，整量化誤差足夠小。 量化 量化誤差來(lái)源 量化單位 12m i nm a x???nyyq量化單位：字長(zhǎng)為 n的 A/D轉(zhuǎn)換器把 一定范圍內(nèi) 變化的采樣信號(hào)變換為數(shù)字 0— 2n1,其 最低有效位 （ LSB）所對(duì)應(yīng)的 模擬量 q稱(chēng)為量化單位。 (3) 若 xn＞ xmax， 則上限報(bào)警 ， xn＜ xmin否 ?若是則下限報(bào)警 ， 否則繼續(xù)原定操作 。 （ 非線(xiàn)性場(chǎng)合 ） 可采用多項(xiàng)式插值法，也可以用線(xiàn)性插值法或查表進(jìn)行標(biāo)度變換。 1．線(xiàn)性變換公式 2．公式轉(zhuǎn)換法 3．其它標(biāo)度變換法 （ 前提 ：參數(shù)值與 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果為線(xiàn)性關(guān)系） Y=(YmaxYmin)(XNmin)／ (NmaxNmin)+Ymin Y表示參數(shù)測(cè)量值 ， Ymax表示參數(shù)量程最大值 ， Ymin表示參數(shù)量程最小值 ， Nmax表示 Ymax對(duì)應(yīng)的 A／ D轉(zhuǎn)換后的輸入值 ， Nmin表示量程起點(diǎn) Ymin對(duì)應(yīng)的 A／ D轉(zhuǎn)換后的輸入值 ， X表示測(cè)量值 Y對(duì)應(yīng)的 A／ D轉(zhuǎn)換值 。 2．熱電偶的熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系 與熱電阻方法相同。 xxyyRR ?? 如果在校準(zhǔn)時(shí) ， 計(jì)算并存放 yR／ xR的值 ， 則測(cè)量校準(zhǔn)時(shí) ， 只需行一次乘法即可 。為克服這種缺點(diǎn)，采用人工自動(dòng)校準(zhǔn)。圖 63 除了數(shù)