计算机控制技术chapter7.ppt

第7章 应用程序设计与实现技术 7.1 程序设计技术 7.2 测量数据预处理技术 7.3 数字控制器的工程实现 7.4 系统的有限字长数值问题 7.7 硬件抗干扰技术 7.6 软件抗干扰技术 7.1 程序设计技术 7.1.1 模块化与结构化程序设计 1. 模块化程序设计 把一个复杂的系统软件，分解为若干个功能模块，每个模块执行单一的功能，并且具有单入口单出口结构 2. 结构化程序设计 只用三（两）种基本的控制结构就能实现任何单入口单出口的程序 三种基本的控制结构：顺序、选择、循环 7.1.2 高级语言与汇编语言混合编程 1. 汇编语言编程 2. 高级语言编程 3. 高级语言与汇编语言混合编程 1. 汇编语言编程 用汇编语言编写的程序，比用高级语言编写的程序执行速度要快 要求的硬件也少 高级语言：编写计算、图形绘制、显示、打印程序等 汇编语言：编写时钟管理、中断管理和输入输出程序等 7.1.3 工业控制组态软件 1．控制组态 2．图形生成系统 3．显示组态 1．控制组态 采用模块宏的方式：一个控制规律模块（如PID运算）对应一个宏命令（子程序），在组态生成时，每用到一个控制模块，则组态生成控制算法，产生的执行文件中就将该宏所对应的算法换入执行文件 将各控制算法编成各个独立的可以反复调用的功能模块，对应每一模块有一个数据结构，该数据结构定义了该控制算法所需要的各个参数 2. 图形生成系统 功能：监视生产过程的状况，并可通过对画面上对象的操作，实现对生产过程的控制 方式：静态画面（或背景画面）和动态画面 静态画面：反映监视对象的环境和相互关系，它的显示是不随时间变化的 动态画面：反映被监视对象和被控对象的状态和数值等，它在显示过程中是随现场被监控对象的变化而变化的 3．显示组态 （1）选择模拟显示表 （2）定义模拟显示表 （3）显示登记法 （4）I/O通道登记 （5）单位名称登记 （6）趋势曲线登记 （7）报警系统登记 （8）报表生成系统 7.2 测量数据预处理技术 7.2.1 系统误差的自动校准 7.2.2 线性化处理和非线性补偿 7.2.3 标度变换方法 7.2.4 越限报警处理 7.2.1 系统误差的自动校准 指在相同条件下，经过多次测量，误差的数值（包括大小符号）保持恒定，或按某种已知的规律变化的误差 7.2.1 系统误差的自动校准 1. 全自动校准 系统自动完成 系统在刚上电时或每隔一定时间时，自动进行一次校准 输 入部分加有一个多路开关：先把开关接地，测出这时的输入值x0，然后把开关接VR，测出输入值x1，并存放x1、x0，在正式测量时，如测出的输入值为x，则这时的V可用下式计算得出: 2. 人工自动校准 人工在需要时接入标准的参数进行校准测量 只测一个标准输入信号yR，零信号的补偿由数字调零来完成 设数字调零后测出的数据分别为xR（接校准输入yR时）和x（接被测输入y时），则可按下式来计算y 7.2.2 线性化处理和非线性补偿 1．铂热电阻的阻值与温度的关系 2．热电偶的热电势与温度的关系 3．孔板差压与流量的关系 4．气体体积流量的非线性补偿 7.2.3 标度变换方法 计算机控制系统在读入被测模拟信号并转换成数字量后，往往要转换成操作人员所熟悉的工程值后，才能运算、显示或打印输出 7.2.3 标度变换方法 Y：参数测量值 Ymax：参数量程最大值 Ymin：参数量程最小值 Nmax：Ymax对应的A/D转换后的输入值 Nmin：量程起点Ymin对应的A/D转换后的输入值 X：测量值Y对应的A/D转换值 7.2.3 标度变换方法 有些传感器测出的数据与实际的参数不是线性关系，它们有着由传感器和测量方法决定的函数关系，并且这些函数关系可用解析式来表示，这时我们可采用直接按解析式来计算 7.2.4 越限报警处理 如果需要判断的报警参数是xn，该参数的上下限约束值分别是xmax和xmin，则上下限报警的物理意义如下： 7.3 数字控制器的工程实现 7.3 数字控制器的工程实现 7.3.1 给定值和被控量处理 7.3.2 偏差处理 7.3.3 控制算法的实现 7.3.4 控制量处理 7.3.5 自动手动切换技术 7.3.1 给定值和被控量处理 给定值SV和给定值变化率限制SR 通过选择软开关CL/CR，可以构成内给定状态或外给定状态 通过选择软开关CAS/SCC，可以构成串级控制或SCC控制 7.3.1 给定值和被控量处理 当软开关CL/CR切向CL位置时，选择操作员设置的给定值SVL 单回路控