必威体育精装版常用应用程序设计.ppt

* 三、常用应用程序设计 1、 数字滤波器 ? 算术平均值滤波 算术平均值滤波程序流程图 ? 中值滤波 中值滤波程序流程图 ? 一阶滞后滤波 一阶滞后滤波程序流程图 ? 程序判断滤波 ★ 限幅滤波 限幅滤波程序流程图 ★ 限速滤波 限速滤波程序流程图 2、 线性化处理 分段线性插值 3、数码显示 两位十进制数显示程序流程图 4、越限报警处理程序 5、PID控制算法程序 § 6.3 微型计算机温度控制系统设计 网带式多温区电阻炉微型计算机温度控制系统的设计。 一、系统总体设计 1、确定系统的控制任务 控制对象：六温区网带式连续烧结电阻炉。 设计要求：?每个温区的温度在600?1000℃范围内连续可控； ?各温区的温度以及网带的运行速度可自行设定； ?要求系统能够对六个温区的温度及网带运行速度巡回检测、显示和定时打印。 计算机控制系统应完成的主要任务有： ?六个温区温度的闭环直接数字控制。 ?网带拖动直流调速系统的速度给定和速度检测。 ?六个温区温度及网带运动速度的巡回检测、显示和定时打印。 系统组成： ? 微型计算机 ? 输入通道 ? 输出通道 2、输入输出通道及其接口设计 1）温度检测模拟输入通道设计 特点：采用了由V／F变换器和定时计数器组成的A／D转换器。 V／F转换输入通道的结构通常为： 传感器 信 号 放大器 V/F 光 电 耦合器 CPU 小信号 V．I 0～ 10V f 设V／F变换器的额定输出频率为F，计数器对输出脉冲的计数时间为Ts，A／D转换结果的分辨率为i，则有： 取Ts＝1s，则在V／F的输出频率范围0～10kHz内，可以得到13位的A／D转换结果。 2) 晶闸管数字触发输出通道设计 ★ 晶闸管简介 晶闸管(可控硅整流器) ——功率放大器件。 IG → ↓iA + VAK - R + ～ US _ 晶闸管的工作方式有： ? 调压方式 ? 调功方式 调压方式：是通过利用移相触发脉冲调节晶闸管的导通角，使输入到电加热元件的电压改变，达到调节用电器的输入功率，来实现控制目的 。 导通角 调功方式：触发电路采用的是过零触发方式，外加正弦电压过零时控制信号才使晶闸管的触发导通，则负载上得到的电压是一个正弦波。 调功方式输入电炉的平均功率为： P——输入电炉的功率；R——负载有效电阻；U——电网电压 ；n——允许导通的波头数；N——设定的波头数。 当 n＝0时，电炉的输入功率为零； n＝N，电炉的输入功率为满功率。 ★ 晶闸管数字触发输出通道设计 过零检测同步脉冲电路 ： 电网电压 同步脉冲 3) 拨码盘给定输入通道 拨码盘作为数字量的输入设备，设定和修改码盘值可作为控制系统的给定值。 输入非数字信息时，需要事先将非数字信息转换为数字代码，再由拨码盘输入。 4) 数码显示输出通道 包括： ? 数字量输出接口电路 ?锁存译码驱动电路 ?七段数码管显示器 炉温显示：一位显示温区代号，四位显示4位温度值； 网带速度显示：一位显示网带速度代号，四位显示网带速度。 5) 打印机输出通道 ? 系统配置了通用打印机接口电路。 ? 打印内容包括表头、制表、采样数据和采样时间。 二、微型计算机选择 控制系统选取采用STD总线标准的模块式工业控制计算机。 本系统： ?主机板采用8098单片机多功能CPU模板，主频6MHz。 ?配置了显示及操作面板接口模板， ?打印机接口模板。 ?非通用数字触发控制模板 ?反馈通道的V／F变换及A／D转换模板， 三、控制算法设计 整个系统属于多变量系统，其数学描述传递矩阵为： 其中： 离散后可近似为： 式中：y(k)—— 6×6矩阵；U（k）—— 6×1矩阵； A —— 6×6矩阵； B —— 6×6矩阵。 对于系统的每一个温区，其简化动态结构： 广义传递函数为： 广义脉冲传递函数为： 系统的闭环脉冲传递函数为： *