公司介绍
新闻中心
公司业务
社会责任
人力资源
联系我们
home -> 合乐娱乐 - > | 综合信息 >> 
合乐,合乐娱乐,合乐平台
江苏大学微型计算机控制半开卷参考复习资料doc

  1.本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

  第一章 1.计算机控制系统是利用计算机(通常称为工业控制计算机,简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统,它由控制计算机本体(包括硬件、软件和网络结构)和受控对象两大部分组成。 2.在计算机控制系统中,计算机处理的输入和输出信号都只能是数字信号。 3.计算机控制系统的典型形式:1操作指导控制系统2直接数字控制系统DDC3监督控制系统SCC4集散控制系统DCS5现场总线.典型工业受控对象及其计算机控制系统有:计算机过程控制系统(温度、压力、流量、液位、速度等过程参数)和计算机运动控制系统(位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制,以及这些被控机械量的综合控制)。 5.计算机控制系统的发展趋势:(1)网络化(2)集成化(3)智能化(4)标准化 第一章课后习题 2.计算机在微机控制系统中的主要作用是什么?它的输入信息从何处来?其输出信息有用于何处? 计算机在微机控制系统中的主要作用是信息处理、分析和计算并作出相应的控制决策或调节,它的输入信息从传感器来,其输出信息用于执行机构。 3.什么是微机控制的实时性?为什么要强调微机控制的实时性?怎样才能保证微机的实时控制作用? 在工艺要求的时间范围内及时对被控参数进行测量、计算和控制输出,系统必须是在线系统才能保证微机的实时控制作用。 4.微机控制系统的硬件一般有哪几个主要部分?各部分之间怎样相互联系?其中过程通道在系统中起什么作用?它有哪几种基本类型? 微机控制系统的硬件一般有计算机主机、I/O通道、传感器及变送器、执行机构、人机联系设备、网络通信接口和电源等。过程通道在系统起信息的传递和变换的连接通道作用。它有模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道。 5.计算机控制系统的典型形式有哪些?各有什么优缺点? (1)操作指导控制系统优点:结构简单、控制灵活、安全 缺点:要由人工操作、速度受到限制、不能控制多个对象 (2)DDC优点:直接承担控制任务 缺点:要求实时性好、可靠性高和适应性强 (3)SCC 优点:提高了系统的可靠性 (4)DCS 优点:形成分级式控制 (5)FCS 优点:降低了成本、提高了可靠性 6.DDC系统与SCC系统之有何区别与联系? DDC系统属于计算机闭环控制系统,直接承担控制任务、要求实时性好、可靠性高和适应性强 SCC系统通过改变给定值,使生产过程始终处于最优工况 7.计算机控制系统的发展趋势:(1)网络化(2)集成化(3)智能化(4)标准化 第二章 1.工况机按所采用的总线)PC总线)STD总线)VME总线)多总线.工控机特点:可靠性、实时性好、环境适类型应性强、过程输入和输出配置较好、系统扩充性好、系统开放性,系统通信功能强、控制软件功能强、后备措施齐全、具有冗余性。 3.PC总线类型:XT总线、ISA总线、EISA总线、VESA总线(VL-BUS)以及PCI总线.对于恶劣的现场工作环境,工控机应具有对温度、湿度变化范围要求高;要由防尘、防腐蚀、防振动冲击的能力;要具有较好的电磁兼容性和高抗干扰能力以及高共模抑制的能力 第三章 3.2 I/O控制方式 查询控制方式(CPU通过I/O指令询问指定外设的当前状态,若外设准备就绪则进行数据的输入输出,否则CPU循环查询)优点:系统简单,只需少量电路。缺点:CPU循环查询占用时间长,影响系统工作效率(2)中断控制方式(CPU不再主动循环,一旦外设准备就绪则主动向CPU提出中断服务请求,CPU如果响应请求,便暂停当前程序的执行,转去执行与该请求相应的服务程序,完毕后再继续执行原来被中断的程序)优点:省去了CPU查询外设状态和等待状态的时间,提高了CPU工作效率,而且满足了外设的实时性要求。缺点:每次数据传送都需要进行一次中断,中断服务程序中还需要保留和恢复现场以便能继续原程序的执行,若需大量数据交换系统效率低下。(3)DMA控制方式(直接存储器存取,采用一个专门的硬件电路DMA控制器) 3.3 I/O接口设计 (1).数字量I/O口接口设计 输入接口需要一个缓冲器,输出接口需要一个锁存器 1缓存器:三态门缓冲器74ls244,CS和IOR有效 #include dos.h; #include stdio.h; main ( ) {char result ; int port =0x300; result=inportb(port); return; } 2锁存器:#include dos.h; #include stdio.h; main () {char value=0x64; int port =0x300; outportb(port,value); return;} 3可编程并行I/O扩展接口(即可缓冲又可锁存8255A) 驱动程序:#include dos.h; #includestdio.h; Main() { int i; outportb(0x303,0x89); outportb(0x300,0x55); outportb(0x301,0xAA); i=inportb(0x302); return;} 4 数字量出入通道的信号调理(对输入信号的处理措施) (1)小功率输入调理电路 a:积分电路b RS触发器 (2)大功率输入调理电路(为使触点可靠,两端加24v电压,高低压之间光耦合器隔离)直流电平的响应快,不易产生干扰,电路简单 5数字量输出通道的信号驱动 (1)小功率直流驱动电路 1 功率晶体管输出驱动继电器电路 2 达林顿阵列输出驱动继电器电路 7个达林顿复合管,每个复合管电流都在500ma以上,但是总的输出电流不超过2.5A,输出端截止承受100v电压。 (2)大功率交流驱动电路(一般用固态继电器SSR) 固态继电器分单向直流固态继电器(DCSSR,输出端与直流负载适配)和双向交流固态继电器(ACSSR,输出端与交流负载适配)ACSSR分为过零处罚型(Z型)和随机开启型(调相型,P型)过零型:零电压开始,零电流关断,对电网污染小,但可能造成最大半个市电周期延迟(50hz市电为10ms),随机型:对电网造成污染,导致局部供电系统波形的畸变 SSR作为大电流负载开关,因其无触点及机械部件,因此比电磁继电器速度快,可靠性高,寿命长,对外界干扰小 (3)模拟量输入接口设计 A/D转换器:逐次逼近式(转换时间短,抗干扰能力强)和双斜积分式(相反) 转换时间:完成一次模拟量到数字量转换所需要的时间。分辨率:数字量的位数n(字长)来表示。分辨率为n位表示它能对满量程输入的的增量做出反应。LBS为 。 线性误差:在满量程输入范围内,偏离理想转换特性的最大误差定义为线性误差。 量化:采用一组数码来逼近离散模拟信号的赋值,将其转化为数字信号。量化单位q: 采样保持器: (1)信号的采样。 按一定的时间间隔T,把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号,转变成在时刻0、T、2T、…、kT的一连串脉冲输出过程成为采样过程。 香农采样定理:如果模拟信号(包括噪声干扰在内)频谱的最高频率为fmax,只要按照采样频率f≥2fmax进行采样,那么采样信号 就能惟一的复现y(t)。实际应用中,常取f≥(5~10)fmax,甚至更高。 (2)量化。 采用一组数码(如二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值,将其转换为数字信号。将采样信号转换为数字信号的过程成为量化过程,执行量化动作的装置是A/D转换器。字长为n的A/D转换器把ymin~ymax范围内变化的采样信号,变化为数字0~ 其最低有效位(LSB)所对应的模拟量q成为量化单位。 模拟量输入通道设计: 技术指标:8通道模拟量输入 12位分辨率 输入电压0-10v A/D转化时间为25us 应答方式为查询 模拟量输入接口驱动程序 #include dos.h; #include stdio.h; main() {int=i,y; outportb(0x303,0x92); outportb(0x302,0x10); i=inportb(0x300); While (i=0x80) {i=inportb(0x80)} outportb(0x302,0x50); y=inportb(0x301); i=inportb(0x300); i=i y=y+256*i; return;} 模拟量输出接口驱动程序: #include dos.h; #include stdio.h; main() {int i; outportb(0x303.0x80); 初始化8255A,使8255A的A,B和C口都为输出口 i=0x50; i为D/A输出值 outportb(0x300,i); 为D/A准备数据 outportb(0x301,0x19); 数据锁存到第一级锁存器 outportb(0x301,0x07); 数据锁存到第二级锁存器 outportb(0x301,0x1F);恢复锁存控制信号 return;} 第四章 1.数字控制器在设计方法上分为:模拟化设计方法、离散化设计方法 2.香农采样定理:P61 3.选择采样周期应考虑的因素:(1)(香农采样定理的内容)(2)给定值的变化频率(3)被控对象的特性(4)执行机构的类型(5)控制算法的类型(6)控制的回路数 4.PID控制器特点(P、I、D的作用):比例控制能迅速反应误差,从而减小误差,但比例控制不能消除稳态误差,另外,KP过大,会引起系统不稳定;积分控制的作用是,只要系统存在误差,积分控制作用就不断地积累并输出控制量以消除误差,因而只要有足够的时间,积分控制将能完全消除误差,但积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡;微分控制可以减小超调,克服振荡,使系统的稳定性提高,同时加快系统的动态响应速度,减小调整时间,从而改善系统的动态性能。 5.数字PID控制器(位置型、增量型):P65、P66 6.增量型算法与位置型算法相比的优点有:(1)增量型算法不需要做累加,控制量增量的确定仅与最近几次误差采样值有关,计算误差或计算精度问题,对控制量的计算影响较小。而位置型算法要用到过去的误差的累加值,容易产生大的累加误差(2)增量型算法得出的是控制量的增量,例如阀门控制中,只输出阀门开度的变化部分,误动作影响小,必要时通过逻辑判断限制或禁止本次输出,不会严重影响系统的工作。而位置型算法的输出是控制量的全量输出,误动作影响大(3)采用增量型算法,易于实现手动到自动的无冲击切换。 7.积分饱和定义:在数字PID控制系统中,当有较大的扰动或大幅度改变给定值时,由于此时有较大的偏差,以及系统有惯性和滞后,在积分项的作用下,往往会产生饱和效应,这种主要由积分项引起的饱和作用,称为积分饱和) 8.积分作用改进:(1)防止积分作用丢失:扩大计算机运算字长,提高运算精度;以八位机为例,计算机运算的最低有效位对应值为1/256,当积分项KIe(k)1/256时,积分项单独累加,直到产生溢出。将溢出值作为积分项,并视偏差值正负,加到控制输出值u(k),或从控制输出值u(k)中减去,从而实现积分作用。余数保留下来,作为下一步累加的基数(2)防止积分饱和:遇限削弱积分法(即一旦控制变量进入饱和区,将只执行削弱积分项的运算和停止进行增大积分项的运算)、积分分离法(即开始时不进行积分,直到偏差达到一定阈值后才进行积分累积) 9.不完全微分PID控制:位置型、增量型控制算式P72 10.PID参数对系统的影响:增大比例系数KP,将加快系统响应,在有静差情况下有利于减小静差,但过大的比例系数会使系统有较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏。增大积分时间TI,有利于减小超调,减小振荡,使系统更稳定,但系统静差的消除会随之变慢。增大微分时间TD,将加快系统响应,使超调量减小,稳定性增加,但系统对扰动的抑制能力减弱,对扰动有较敏感的响应。 11.TI=无穷等价于I=0,即无积分作用,TD=0等价于D=0,即无微分作用 第五章 脉冲传递函数定义:P86 最小拍控制系统的局限性:(1)对不同输入类型的适应性差(2)对被控对象参数变化过于敏感(3)控制作用易超出限制范围 数字控制系统设计的模拟设计法和直接数字设计法的特点:模拟化设计是基于连续控制系统控制器的设计,然后在计算机上进行数字模拟来实现的,这种方法在被控对象的特性不太清楚的情况下,人们可以充分利用技术成熟的连续控制系统设计技术,并将之移植到计算机上予以实现,以达到满意的效果。但模拟化设计技术要求相当短的采样周期,因此只能实现较简单的控制算法。当所选择采样周期较大或对控制质量要求较高时,须从被控对象特性触发,直接根据计算机控制理论来设计数字控制器,这类方法为数字控制器的直接设计方法。直接设计方法比模拟化设计方法具有更一般的意义,它完全根据采样系统的特点进行分析和综合,并导出相应的控制规律。 最小拍控制系统设计考虑因素:准确性要求、快速性要求、稳定性要求、在物理上可实现要求 振铃现象定义:达林把控制量以二分之一采样频率大幅度衰减振荡的现象称为振铃现象。 振铃现象产生原因:系统有接近负1的极点 振铃现象的危害:增加执行机构的磨损 第七章 计算机系统软件主要包括系统软件与应用软件。 数字滤波算法 程序判断法(限速滤波) #include “math.h” double LimitFilter(double *Y) {double Delta Y,temp; Delta Y=(fabs(*(Y+1)-*(Y))+fabs(*(Y+2)-*(Y+1))/2;(计算 Delta Y) if(fabs(*(Y+1)-*(Y)=Delta Y)(Y1与Y2比较) temp=*(Y+1); else if(fabs(*(Y+2)-*(Y+1))=Delta Y)(Y3与Y2比较) temp=*(Y+1); else temp=(*(Y+2)-*(Y+1))/2; return temp;} 中位值滤波 double MiddleFilter(double *X,int N) {int i,j; double t;(定义临时变量) for(i=0;i=N-1;i++)(N-1次循环) for(j=0;j=N-1-i;j++) if(*(X+j)*(X+j+1))(如果前一个数大于后一个数,则相互交换数值) {t=*(X+j); *(X+j)=*(X+j+1); *(X+j+1)=t;} return *(X+(N-1)/2);(返回中间值)} 算术平均滤波法 double AverageFilter(double *Y,int N) {int i; double temp; temp=0; for(i=0;1N;i++) temp=temp+*(Y+i);//求N个采样值的累加和 temp=temp/N; return temp;//返回平均值} 一阶惯性滤波法 #define Alfa 0.3 double OneStepFilter(double Yn1,double Yn) {double temp; temp=Alfa*Yn1+(1-Alfa)*Yn; return temp;} 位置式PID算法程序设计 #define Kp 20 #define Ki 10 #define Kd 15 extern double Ek1 extern double PIk1 extern double Rk double PositionPID(double *Y) {double PPK; double PIk; double PDk; double Ek; double result; Ek=Rk-(*Y);//求偏差 PPK=Kp*Ek;//k时刻的比例项 PIk=Ki*Ek+PIK1;//k时刻的积分项 PDk=Kd*(Ek-Ek1);//k时刻的微分项 result=PPk+PIk+PDk;;//k时刻的PID运算结果 Ek1=Ek;//保存K时刻的偏差 PIk1=PIk;//保存K时刻的积分项 return result;} 增量式PID算法程序设计 #define Kp 20 #define Ki 10 #define Kd 15 extern double Ek1//E(k-1)变量 extern double PIk1//E(k-2)变量 extern double Rk //设定值 doubleIncrementPID(double *Y) {double Ek; double result; Ek=Rk-(*Y); result=Kp*(Ek-Ek1)+Ki*Ek+Kd*(Ek2*Ek1+Ek2); Ek2=Ek1; Ek1=Ek; return result;} 抗积分饱和PID控制算法设计 #define Kp 20 #define Ki 10 #define Kd 15 #define Epsilon 10//偏差门限值 extern double Ek1//E(k-1)变量 extern double PIk1//PI(k-1)变量 extern double Rk//设定值 double SeparatePID(double *Y) {double PPK; double PIk; double PDk; double Ek; double Ek; double KE; double result; Ek=Rk-(*Y);//求取偏差 PPk=Kp*Ek;////k时刻的比例项 PIk=Ki*Ek+PIk1;//k时刻的积分项 PDk=Kd*(Ek-Ek1;)//k时刻的微分项 If abs(Ek)Epsilon KE=0; Else KE=1; result=PPk+KE*PIk+PDk;//k时刻的PID运算结果 Ek1=Ek;/保存K时刻的偏差 PIk1=PIk;/保存K时刻的积分项 return result;} 不完全微分PID控制算法程序设计 #define Kp 20 #define Ki 10 #define Kd 15 #define Alfa 5 extern double Ek1//E(k-1)变量 extern double Ek2//E(k-2)变量 extern double PD1//PD(k-1)变量 extern double PD2//PD(k-2)变量 extern double Rk//设定值 double IncompletePID(double *Y) {double Ek; double result; Ek=Rk-(*Y); result=Kp*(Ek-Ek1)+Ki*Ek+[1-Alfa]Kd*(Ek2*Ek1+Ek2)+Alfa*(PD1-PD2); Ek2=Ek1; Ek1=Ek; PD2=PD1; PD1=Kd*(Ek2*Ek1+Ek2); return result;} 第八章 1.系统设计的原则 安全性与可靠性、操作维护方便、实时性强、通用型好、经济效益高 2.系统设计的步骤 分析问题和确定任务、系统总体设计、控制系统的硬件设计、控制系统的软件设计。 第九章 1.衡量可靠性的几个主要标准 故障前平均时间、平均故障间隔时间、平均修复时间、可靠度、失效率、利用率 2什么是除串模干扰和共模干扰,怎样抑制? 串模干扰又称横向干扰或正态干扰,它是一种叠加在被测信号上的干扰信号。产生串模干扰的主要原因有分布电容的静电耦合,长线传输的互感,空间电磁场引起的磁场耦合,以及50Hz的工频干扰等。串模干扰中的干扰信号有两个来源,一种是干扰信号来源内部,称为内部串扰;另一种是来源外部的输入引线,称为外部串扰。共模干扰指同时加到计算机控制系统两个输入端上的公有的干扰电压。因为,通常情况下,被控制对象与计算机之间有较长的距离,他们之间的信息交换是通过过程通道来完成的,这样,在被控对象与计算机的地线之间存在一定的电位差,这个电位差就是引入共模干扰的重要原因。串模干扰的消除方法:采用带屏蔽层的双绞线或同轴电缆做信号导线来链接传感器和转换设备、采用滤波方法、可以先对被测信号进行前置放大,这样可以提高回路的信噪比,然后再利用逻辑器件的特性来抑制干扰;共模干扰的消除方法:光电隔离、隔离变压器、隔离放大器、采用共模抑制比高,双端输入的运算放大器做信号的前置放大器。

  浙江省文化馆2019年公共数字文化工程“百姓大舞台”品牌服务招标文件.pdf

  中国(浙江)自由贸易试验区改革开 放方案(总体方案2.0版)招标文件.doc

  【毕业论文】中国邮政速递物流股份有限公司(EMS)的现状分析与发展对策探析.doc

  如何判断每一手棋的价值_石田芳夫_(围棋天地1997年1-6期连载内容).pdf

  职业技能实训期末测试二(甘肃电大-课程号:6203898)参考资料.doc

点击数:399  录入时间:2019-11-09 【打印此页】 【返回
 
all right reserved (c)2008-2009 河南合乐,合乐娱乐,合乐平台企业集团有限公司 版权所有 All Rights Reserved
豫ICP备05014892号豫公网安备 41130202000147号
地址:中国河南南阳市合乐大道1号 tianguan@tianguan.com.cn