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第十二章 微机在测控系统中的应用 12.1 计算机测控系统概述 12.1.1 计算机测控系统的一般结构 12.1.1 计算机测控系统的一般结构 12.1.1 计算机测控系统的一般结构 12.1.1 计算机测控系统的一般结构 12.1.2 测控系统的实时性概念 12.1.3 测控系统对计算机的要求 12.1.4 构成测控计算机系统的方案选择 12.2 实现计算机测控系统的关键技术 12.2.1 传感器及测量 12.2.1 传感器及测量 12.2.1 传感器及测量 12.2.1 传感器及测量 12.2.1 传感器及测量 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 12.2.2 模拟I/O通道建立 4.模拟多路开关与采样保持器(1)模拟多路开关 ---能够分时的将多个模拟信号接通至一根线上的部件。  模拟多路开关实际上是由多个模拟电子开关加上通道选择译码电路组成。 ★模拟多路开关的分类： ★模拟多路开关的通道数n一般取2 值，实际中以 n=4,8,16居多 ▲AD7501/AD7503---8通道单端输入模拟开关 12.2.4 执行机构及驱动 ★步进电机驱动方案设计方法 (1)先根据控制 要求选择 ●工作方式 ●步进脉冲频率 (2)按要求产生所需频率的步进脉冲，并控制脉冲发生总个数。 (3)由脉冲分配器将步进脉冲按步进电机工作方式分配给各相绕组。 12.2.4 执行机构及驱动 计算机控制的驱动接口示例 以此硬件为基础，配之以一定的软件驱动程序。 12.2.4 执行机构及驱动 计算机通过软件进行脉冲分配时，关键是根 据控制所需的步进脉冲频率，计算出每拍的时间 (即步进周期)，然后用软件或硬件延时来向PIO 接口对应各相的数位中按相切换的顺序规律，依 次输出1或0。 12.2.3 数据处理 ⑤比较取舍滤波法 ---去两头取平均 Xi为有序化处理后的采样数据 (一般Xj-1XiXj+1) n为采样数据点数 k为每端剔除的奇异点数 X0为滤波值 X0= (n-2k) ∑ i=k+1 n-k Xi 1 12.2.3 数据处理 ⑥平滑滤波法 前面②～⑤滤波法的共同特点是： 每个采样周期需重复采集多点，这将影响采样频 率的提高。在实时性要术很高的测控系统中不太适用。 平滑滤波的基本思想： 建立一个固定长度(设为N)的队列，里面总是保留 必威体育精装版的N个采样点数据(必威体育精装版的一个冲掉最早的一个)，然后 每次以必威体育精装版N个数据的平均值作为本次采样值。 12.2.3 数据处理 ⑦一阶递推滤波法 前述几种滤波法基本上属于静态滤波，主要适用于误 差信号变化较快的参数采集、检测，对慢速随机变化误 差的滤波效果欠佳。若采用动态滤波即一阶递推滤波算 法，则可提高其滤波效果。其公式为： Yn=αXn+(1-α)Yn-1 Xn为第n次采样值 这种方法的实质是一种利用软件代替硬件RC低通滤波器的 算法。 α为滤波平滑系数，α= (τ为数字滤波器时间常数， T为采样周期） τ τ+T Yn-1和Yn分别为第n-1次和第n次采样后滤波结果的输出值 12.2.3 数据处理 2.系统误差的处理 系统误差主要指系统内在的特性误差，包括非线性 误差、传感器的分散性、温度特性带来的误差，系统的 动态特性引起的误差等。