【正文】 查表方法 順序查表法 計(jì)算查表法 對(duì)分查表法 表格排列 有序表 無序表 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字 PID控制技術(shù) 本章結(jié)束！ 。 ③ 查表法 使用查表法 一般 需要較大的存儲(chǔ)空間 ，要考慮硬件配置，此外還 要考慮查表速度。在本例中的線性化公式為 )( 1111 ???? ?????iiiiixix ttNNNNtt ixi NNN ??? 1第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 若采用 m段折線逼近傳感器非線性特性曲線，則其 線性化及標(biāo)度變換程序流程圖 為 線 性 化 及 標(biāo) 度 變 換 子 程 序讀 入 A / D 采 樣 值 N xN x = N1?N x = N2?N x = Nm?i = 1i = 2i = m)(1111 ?????????iiiiixixttNNNNtt輸 出 tx返 回過 載 處 理YNYYNN第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 查表法 就是把事先計(jì)算或測(cè)得的數(shù)據(jù)按照一定順序編制成表格，查表程序的任務(wù)就是根據(jù)被測(cè)參數(shù)的值或者中間結(jié)果，查出最終所需要的結(jié)果。 將坐標(biāo) Niti事先存在 RAM中。 0L1L2L3t2t 1t0t 0R1R2R3R電 阻 R溫 度 t 4t4R3L熱敏電阻溫度 電阻特性及分段線性化圖 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 假設(shè)信號(hào)調(diào)理電路和 A/D轉(zhuǎn)換均為線性變換。為了計(jì)算簡(jiǎn)單，提高實(shí)時(shí)性，可采用分段線性插值公式或稱分段線性化法，即用多段折線代替曲線進(jìn)行計(jì)算。分段插值分段點(diǎn)的選取可按實(shí)際曲線的情況靈活設(shè)定，既可以采用等距分段法，也可采用非等距分段法。 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 為了提高逼近精度，且不占用過多的機(jī)時(shí)，較好的方法是采用分段插值法。但同時(shí)會(huì)增加計(jì)算時(shí)間 。 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)構(gòu)造一個(gè)三階多項(xiàng)式 P3(x)來逼近這種函數(shù)關(guān)系。現(xiàn)構(gòu)造一個(gè) n次多項(xiàng)式 去逼近函數(shù) y = f(x) ① 多項(xiàng)式插值法 0111)( axaxaxaxP nnnnn ????? ?? ?令 ????????????????????????????nnnnnnnnnnnnnnnnyaxaxaxayaxaxaxayaxaxaxa01111011111100011010????可求出 n+1個(gè)待定系數(shù) a0， a1， … ， an，從而構(gòu)造一個(gè)可代替這種函數(shù)關(guān)系的插值多項(xiàng)式 Pn(x)。 ⑵ 其它標(biāo)度變換方法 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 多項(xiàng)式插值法是用一個(gè) N次多項(xiàng)式來代替某種非線性函數(shù)關(guān)系的方法。因此，應(yīng)找出一種既方便，又能滿足實(shí)際功能要求的數(shù)據(jù)處理方法。 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 解： 根據(jù)題意，已知 Ymin=400Pa， Ymax=1200Pa， Nx=ABH=171D，選 Nmax=FFH=255D， Nmin=0，則 由 公式 )(936)4001200(255171400)( m i nm a xm a xm i n PaYYNNYY x ???????答： 此時(shí)的壓力值 為 936Pa. 一般而言，非線性參數(shù)的變化規(guī)律各不相同，故標(biāo)度變換公式亦需根據(jù)各自的具體情況建立。 標(biāo)度變換 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 線性參數(shù)標(biāo)度變換是最常用的標(biāo)度變換方法，其前提條件是被測(cè)參數(shù)值與 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果為線性關(guān)系。為進(jìn)一步進(jìn)行顯示、記錄、打印以及報(bào)警等操作，必須把這些數(shù)字量轉(zhuǎn)換成工程單位，以便操作人員對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和管理，這就是所謂的 標(biāo)度變換 。在實(shí)際應(yīng)用中，是否需要采用以及采用何種數(shù)字濾波，都應(yīng)視具體情況而定。 該算法比較簡(jiǎn)單，比起平均值濾波法要快，能很好地消除周期性干擾和較寬頻率的隨機(jī)干擾信號(hào)。 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 當(dāng)采樣周期 T足夠小時(shí) TRCf ??? 221 ??濾波算法的截止頻率為 fTT /?? 當(dāng)采樣周期一定時(shí)，濾波系數(shù) α 越小，數(shù)字濾波器的截止頻率就越低。為此，可以模仿硬件 RC濾波器的特性參數(shù)，用軟件實(shí)現(xiàn) 。在這種情況下，通常采用動(dòng)態(tài)濾波法，如一階滯后濾波。常用的 RC低通濾波器的傳遞函數(shù)為 算術(shù)平均值濾波法屬于靜態(tài)濾波，主要適用于變化比較快的參數(shù)，如壓力、流量等。 改進(jìn)限速濾波是一種折衷的方法，既照顧了采樣的實(shí)時(shí)性，又顧及了采樣值變化的連續(xù)性。 若 |y(n)y(n1)|≤Δy ，則取 y(n)= y(n)； 若 |y(n)y(n1)| Δy ，則取 y(n)= y(n1)。因此，門限值 Δy 的選取是非常重要的。使用時(shí)，關(guān)鍵問題是 Δy 的選取，其大小取決于采樣周期 T和信號(hào) y的正常變化率。但剔除后只能用上、下限值替代，有時(shí)效果不太好，更好的辦法是限幅與限速濾波相結(jié)合。 )143(.. .21 ????? Nxxx N)2/(). ..( 132 ????? ? NxxxY N若 則 由于大的隨機(jī)干擾或采樣器的不穩(wěn)定，使得采樣數(shù)據(jù)偏離實(shí)際值太遠(yuǎn)，為此，可采用上、下限限幅，即 當(dāng) y(n)≥y H時(shí)，則取 y(n)=yH (上限值 )； 當(dāng) y(n)≤y L時(shí)，則取 y(n)=yL(下限值 )； 當(dāng) yLy(n)yH時(shí)，則取 y(n)。 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 這種方法既可以去掉脈沖干擾，又可以對(duì)采樣進(jìn)行平滑加工，在快、慢速系統(tǒng)中都能削弱干擾，提高控制質(zhì)量。 n值一般取 35即可。 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 4．中值濾波法 中值濾波對(duì)于去掉偶然因素引起的波動(dòng)或采樣器不穩(wěn)定而造成的誤差所引起的脈動(dòng)干擾比較有效。因而它不適用于脈沖性干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合。 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 滑動(dòng)平均值濾波 法 滑動(dòng)算術(shù)平均值濾波 滑動(dòng)加權(quán)平均值濾波。 權(quán)系數(shù)為 先在 RAM中建立一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，依順序存放 N個(gè)采樣數(shù)據(jù)，每采進(jìn)一個(gè)新數(shù)據(jù)，就將最早采集的數(shù)據(jù)丟掉，而后求包括新數(shù)據(jù)在內(nèi)的 N個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值或加權(quán)平均值。這種濾波方法可以根據(jù)需要突出信號(hào)的某一部分來抑制信號(hào)的另一部分。 )(1)(1ixNkyNi???為了提高濾波效果，將各個(gè)采樣值取不同的比重，然后再相加求平均值 ， 加權(quán)平均式為 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 )()(1ixkyNii??? ?11???Nii?10 ?? i?加權(quán)系數(shù) 加權(quán)系數(shù)體現(xiàn)了各次采樣值在平均值中所占的比例，可根據(jù)具體情況決定。應(yīng)視具體情況選取 N，以便得到滿意的濾波效果。 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 把 N個(gè)采樣值相加，然后取其算術(shù)平均值作為本次有效的采樣值 . 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 對(duì) 于 隨機(jī)干擾信號(hào)，多采用算術(shù)平均值濾波法加以抑制。 1）非屏蔽雙絞線 2）屏蔽雙絞線 無線傳輸介質(zhì) 有線傳輸介質(zhì) ** 信息傳輸介質(zhì) ** 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 過程輸入輸出通道技術(shù) 第 11章 直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述 過程輸入輸出通道技術(shù) 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理 數(shù)字濾波 就是在計(jì)算機(jī)中通過軟件按照某種算法對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行平滑加工等處理，以減少干擾在有用信號(hào)中的比重，提高信號(hào)的真實(shí)性。 遠(yuǎn)程 I/O以通訊方式和計(jì)算機(jī)交換信息，通訊接