第6章控制系统的软件讲述.ppt

（2）其它标度转换法 当非线性变化不能用公式表示，可用多项式插值法、线性插值法或查表法等，此处不再叙述。 四、非线性参数补偿方法 在控制系统中，许多参数都是非线性的。 非线性参数很难用数学式来表示，因此，其计算和处理都较困难。即使有时可用解析表达式表示，但由于解析式复杂，计算时不但麻烦，而且误差也较大。 用软件进行非线性参数的补偿不仅可节省硬件开支，而且可使测量的精度提高。 1、 线性插值算法 如图6-10所示，用直线AB代替曲线AB 当间隔取小时，误差减少。实际应用中，为提高精度可采用多条直线或曲线代替一条曲线，故又称分段插值法。 2、 分段插值法设计方法 分段插值法将函数根据变化分成多段，然后用不同的方法逼近曲线。常用的有线性插值和抛物线插值两种。 线性插值法设计方法如下：（以传感器的输出变化曲线为例） （1）用实验法测量出传感器的输出变化曲线，操作上需反复测量，求出较准确的实际值。 （2）将曲线分段，选取插值基点，分段可用以下方法: ①??等距离分段：使 (X-Xi) 等于常数。其优点是可简化计算，但当曲率或斜率变化大时，易产生误差；若将基点分得多些，将占用较多的内存； ② 变距离分段：根据曲线特点，采用变距离分段，采用此种方法时，当曲率变化大时，插值距离可减小，反之，则增大；采用变距离分段插值点的选取麻烦，计算也比较复杂。 （３）根据各插值基点的值，使用插值公式，求出的近似表达式。 （４）编写程序计算。 例5:设某流量测量系统的流量与差压的实测变化曲线如图6-11所示。该曲线是非线性的，但曲线较平滑，可采用分段插值法。将曲线按不等距分段法分为三段，插值点为ΔP1、ΔP2、 ΔP3 ，对应流量Q1 、Q2 、Q3。用折线代替曲线OA,AB,BC。 设检测值经数字滤波后存于DATA为地址的存储器中，测得的和及经计算得到系数也存入存储器中，数据采用双精度，程序流程图如图6-12所示。 五、报警程序 在微机控制系统中，为了安全可靠，对一些重要的参数和系统的部件应当设有紧急报警系统，以便在发生问题时提醒操作人员注意，避免事故的发生。 通常的方法是将计算机采集的数据与给定的上、下限值进行比较，高于上限或低于下限值则进行报警。 在控制系统中可采用声、光及语言报警。 ● 声音报警可由简单的电铃、电笛或频率可调的蜂鸣振荡器提供。或采用集成芯片，如模拟声音集成电路芯片KD—956X系列，其特点是：（1）工作电压范围宽、静态电流低 （2）外接电阻可调节声音的节奏 ● 光报警常用发光二极管或闪烁的白炽灯 微机输出经锁存和放大驱动发光二极管或闪烁白炽灯 ● 语言报警需要进行语音的采集、处理、合成等技术，虽然较生动，报警也准确，但硬、软件都较复杂。 其原理是将语音通过麦克风采集、经高频放大后进行A/D转换为数字量、由CPU处理并存入EPROM中。 （3）通过外接三极管可驱动扬声器 SEL2 VDD OSC2 KD9561 SEL1 VSS OSC1 3-4.5V KD9561由振荡器、节拍器、音色发生器、控制和输出等组成。改变SEL1、2可发出不同的音响。 ● 报警程序举例：图6-13和6-14所示锅炉水位自动调节系统和报警系统。 汽包的水位是锅炉正常工作的主要指标，液面太高将影响汽水分离，产生蒸汽带液现象；水位若过低，水的汽化会很快，如果不及时调节液面，就会使汽包内液体全部汽化，可能导致锅炉烧坏以致发生严重的爆炸事故。所以，锅炉液面是一个非常重要的参数，一般采用双冲量或如图所示的三冲量自动调节系统。 为了使现场人员能够及时地监视锅炉的生产情况，整个系统设计有三个参数报警系统，即水位上、下限，炉膛温度上、下限，以及蒸汽压力下限报警，如图所示。 在图6-14中，系统各参数全部正常时，绿灯亮。某个参数不正常，发出声光报警信号。各位都接有反向驱动器，所以，当某位为“1”时，该位发光二极管亮。 程序的设计思想是设一个报警模型标志单元20H，然后把各参数的采样值分别与上、下限值进行比较。若某一位需要报警，则将该位置1，所有参数判完以后，再看报警模型单元（20H）的内容是否为00H。如果为00H，说明所有参数均正常，绿灯发光。如果20H单元的内容不等于00H，则说明有参数越限，输出报警模型，其程序流程如图6-15所示。 设三个参数的采样值X1（水位）、X2（炉膛温度）、X3（蒸汽压力）依次存放在以SAMP为首地址的存储单元中，5个极限值MAX1、MIN1、MAX2、MIN2和 MIN3分别存放在30H-34H的内部RAM区域中。 根据流程图可写出报警程序如