【正文】 則(2)采用大林算法設(shè)計(jì)數(shù)字控制器取T=1S,K=1,T1=1,L==1,設(shè)期望閉環(huán)傳遞函數(shù)的慣性時(shí)間常數(shù)T0=則期望的閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)為廣義被控對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)為則又則上式反變換到時(shí)域，則可得到？如何消除振鈴現(xiàn)象？所謂振鈴現(xiàn)象是指數(shù)字控制器的輸出u(k)以接近二分之一的采樣頻率大幅度上下擺動(dòng)。 采樣周期T=1s，采用零階保持器，針對(duì)單位速度輸入函數(shù)，設(shè)計(jì)： (1)最少拍控制器； (2)畫(huà)出采樣瞬間數(shù)字控制器的輸出和系統(tǒng)的輸出曲線。(3)求取數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)步驟如下：(1)根據(jù)控制系統(tǒng)的性質(zhì)指標(biāo)要求和其它約束條件，確定所需的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)Φ(z)。？計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖4—1所示。(3)在曲線最大斜率處作切線，求得滯后時(shí)間τ、被控對(duì)象的時(shí)間常數(shù)Tc，以及它們的比值Tc/τ。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(duì)象輸入一個(gè)階躍信號(hào)。(5)按照求得的整定參數(shù)，投入系統(tǒng)運(yùn)行，觀察控制效果，再適當(dāng)調(diào)整參數(shù)，直到獲得滿意的控制效果為止。(3)選擇控制度，所謂控制度是數(shù)字調(diào)節(jié)器和模擬調(diào)節(jié)器所對(duì)應(yīng)的過(guò)渡過(guò)程的誤差平方的積分之比。由臨界振蕩過(guò)程求得相應(yīng)的臨界振蕩周期Ts，并記下此時(shí)的比例系數(shù)Kp，將其記作臨界振蕩增益Ks。擴(kuò)充臨界比例度法整定PID參數(shù)的步驟：(1)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期T，例如被控過(guò)程有純滯后時(shí)，采樣周期T取滯后時(shí)間的1/10以下，此時(shí)調(diào)節(jié)器只作純比例控制，給定值r作階躍輸入。另外，若執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度較低，會(huì)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(méi)完成，這樣采樣周期再短也將毫無(wú)意義，因此T必須大于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)時(shí)間。(3)從計(jì)算機(jī)的工作量和回路成本考慮，采樣周期T應(yīng)長(zhǎng)些，尤其是多回路控制時(shí)，應(yīng)使每個(gè)回路都有足夠的計(jì)算時(shí)間；當(dāng)被控對(duì)象的純滯后時(shí)間τ較大時(shí)，常選T=（1/4~1/8）τ。通常保證在95%的系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間內(nèi)，采樣6次～15次即可。試寫(xiě)出相應(yīng)數(shù)字控制器的位置型和增量型控制算式，設(shè)采樣周期T=。(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)u0項(xiàng)，所以易于實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)擾動(dòng)切換。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。在這種位置型控制算法中，由于算式中存在累加項(xiàng)，因此輸出的控制量u(k)不僅與本次偏差有關(guān)，還與過(guò)去歷次采樣偏差有關(guān)，使得u(k)產(chǎn)生大幅度變化，這樣會(huì)引起系統(tǒng)沖擊，甚至造成事故。？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。系數(shù)為微分常數(shù)，越大微分作用越強(qiáng)。但單純的積分也有弱點(diǎn)，其動(dòng)作過(guò)于遲緩，因而在改善靜態(tài)品質(zhì)的同時(shí)，往往使調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)變壞，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間加長(zhǎng)。系數(shù)為積分常數(shù)，越大積分作用越弱，積分調(diào)節(jié)器的突出優(yōu)點(diǎn)是，只要被調(diào)量存在偏差，其輸出的調(diào)節(jié)作用便隨時(shí)間不斷加強(qiáng)，直到偏差為零。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(duì)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(yuǎn)不會(huì)使偏差減小到零，而且無(wú)止境地提高系數(shù)最終將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。非門(mén)非門(mén)非門(mén)光電隔離功率放大步進(jìn)電機(jī)ABC方向控制(“1”正轉(zhuǎn),“0”反轉(zhuǎn))8031?主程序:? MOV A，0FH；方向輸入信號(hào)? MOV P1，A?XMM： MOV A，P1? JNB ，XM；=0反轉(zhuǎn)? LCALL STEP1；調(diào)正轉(zhuǎn)子程序? SJMP XMM?XM： LCALL STP2；調(diào)反轉(zhuǎn)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(shù)? 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(shí)? S13： DJNZ R0，S13；? CLR A；? MOVX A，A+DPTR；取數(shù)據(jù)? 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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制算法習(xí)題及參考答案？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。（3）三相六拍工作方式在反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)控制中，把單三拍和雙三拍工作方式結(jié)合起來(lái)，就產(chǎn)生了六拍工作方式，其通電順序?yàn)锳→AB→B→BC→C→CA。23有三種工作方式：（1）三相單三拍工作方式各相的通電順序?yàn)锳→B→C,。下圖為插補(bǔ)過(guò)程中的走步軌跡。解：插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程如表3—2所示。表3—1步數(shù)偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算終點(diǎn)判別起點(diǎn)F0=0Nxy=101F0=0XF1=F0ye=6Nxy=92F10+YF2=F1+xe=2Nxy=83F20+YF3=F2+xe=2Nxy=74F30XF4=F3ye=4Nxy=65F40+YF5=F4+xe=0Nxy=56F5=0XF6=F5ye=6Nxy=47F60+YF7=F6+xe=2Nxy=38F70+YF8=F7+xe=2Nxy=29F80XF9=F8ye=4Nxy=110F90+YF10=F9+xe=0Nxy=0，起點(diǎn)A（6，0），終點(diǎn)B（0，6）。解：由題意可知xe=4,ye=6，F(xiàn)0=0，我們?cè)O(shè)置一個(gè)總的計(jì)數(shù)器Nxy,其初值應(yīng)為Nxy=|60|+|40|=10，則插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程如表3—1所示。圓弧插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程的步驟如下：(1)偏差判別(2)坐標(biāo)進(jìn)給(3)偏差計(jì)算(4)坐標(biāo)計(jì)算(5)終點(diǎn)判別，起點(diǎn)O（0，0），終點(diǎn)A（4，6）。逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)是以階梯折線來(lái)逼近給定直線或圓弧曲線，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)）。目前已有專(zhuān)門(mén)為數(shù)控裝置配套設(shè)計(jì)的各種機(jī)械，如各種數(shù)控機(jī)床，它們的機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床有較大的區(qū)別。其功能是將輸出裝置發(fā)出的進(jìn)給脈沖轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)機(jī)械相應(yīng)部件的機(jī)械位移(線位移、角位移)運(yùn)動(dòng)。在微機(jī)控制下，輸出裝置一方面顯示加工過(guò)程中的各有關(guān)信息，另一方面向被控生產(chǎn)機(jī)械輸出各種有關(guān)的開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)(冷卻、啟、停等)，還向伺服機(jī)構(gòu)發(fā)出進(jìn)給脈沖信號(hào)等。若為閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，則由位置檢測(cè)裝置輸出的反饋信息也送入微機(jī)進(jìn)行處理。(2)微機(jī)：微機(jī)是MNC系統(tǒng)運(yùn)算和控制的核心。(1)輸入裝置：一般指微機(jī)的輸入設(shè)備，如鍵盤(pán)。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(cè)機(jī)構(gòu)、顯示與報(bào)警電路。？它由哪幾部分組成？微機(jī)順序控制方式是指以預(yù)先規(guī)定好的時(shí)間或條件為依據(jù)，按預(yù)先規(guī)定好的動(dòng)作次序順序地進(jìn)行工作。CPU、AD、DA可任選。設(shè)計(jì)一八路數(shù)據(jù)采集及其回放系統(tǒng)。許多標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)儀表或執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般是采用0～10mA或4～20mA的電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。(2)V/I變換：一般情況下，D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出是電壓信號(hào)。(1)D/A轉(zhuǎn)換器：模擬量輸出通道的