检测与控制系统组成和特点闭环控制系统closed.ppt

计算机在材料科学与工程中的应用 叶卫平 本 章 要 点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.1 检测与控制系统组成和特点 2.2 现代测试系统基本结构 2.2 现代测试系统基本结构 2.2 现代测试系统基本结构 2.2 现代测试系统基本结构 2.2 现代测试系统基本结构 2.3计算机测控系统基础 2.3计算机测控系统基础 2.3计算机测控系统基础 2.3计算机测控系统基础 2.3计算机测控系统基础 2.3计算机测控系统基础 2.3计算机测控系统基础 2.4计算机加热炉温度控制 2.4计算机加热炉温度控制 2.4计算机加热炉温度控制 2.4计算机加热炉温度控制 2.5渗碳过程系统控制 2.5渗碳过程系统控制 2.5渗碳过程系统控制 2.5渗碳过程系统控制 2.5渗碳过程系统控制 2.5渗碳过程系统控制 2.5渗碳过程系统控制 2.5渗碳过程系统控制 2.5渗碳过程系统控制 2.5渗碳过程系统控制 2.5渗碳过程系统控制 2.1 检测与控制系统组成和特点 计算机系统是把连续变化的量变成离散量后再进行处理，因此计算机系统被称为离散系统,也称采样数据系统。 所谓采样就是采集模拟信号的样本。采样是将时间上、幅值上都连续的模拟信号，在采样脉冲的作用，转换成时间上离散（时间上不再连续）、但幅值上仍连续的离散模拟信号。 采样中会掺杂各种干扰信号，干扰给数据处理带来困难,可采用数字滤波的方法，通过一定的程序计算方法，对采样值进行平滑加工，减少噪音在有用采样值中的密度，消除或削弱噪音对采样的影响，提高采样值的真实性、可靠性。常用的滤波方法有： （1）限幅滤波 （2）算术平均 适用于周期性的干扰,采样次数的选用要视具体情况而定。其算式为: (3)中位值法 对被测参数连续采三次以上的值，取其中位值为该参数这一次的采样值。 (4)一次延迟数字滤波法 控制执行结构，如电动执行机构、气动执行机构以及直流电机等,只能接收模拟信号。计算机处理后的数字量输出,不能直接用于控制这些执行机构,为此必须把数字量变成模拟量,即完成数/模转换。D/A转换的作用就是把微机计算出的控制输出数字量转换为与输出执行器(或调节器)相匹配的模拟量。 温度控制是材料工程中必不可少的环节,具有滞后特性。计算机温度控制系统有以下特点: 2.4.1计算机温度控制系统的构成 构成系统灵活。既可独立集中控制,又可综合控制。 便于集中操作监视各种工艺参数。 可靠性高,调节精度在1%以内,调节灵敏。 调节品质好,调节参数范围大,整定参数方便。 可用软件对信号进行抗干扰滤波和非线性补偿。 温度控制是材料工程中必不可少的环节,具有滞后特性。计算机温度控制系统有以下特点: 2.4.1计算机温度控制系统的构成 构成系统灵活。既可独立集中控制,又可综合控制。 便于集中操作监视各种工艺参数。 可靠性高,调节精度在1%以内,调节灵敏。 调节品质好,调节参数范围大,整定参数方便。 可用软件对信号进行抗干扰滤波和非线性补偿。 将热电偶热电势放大到适合A/D转换要求水平,经A/D转换把模拟量转换成数字量送入计算机。如mV值与T值之间不是线性关系,需进行非线性补偿。 A/D转换器精度:Eg. 镍铬-镍硅热电偶的热电势,在273K时为0 mV,1473K时为48.81mV。使用8位A/D转换器能把1473K以下的热电势256等分。其最小分辨率为48.81/256=0.19mV,约为5K,若用12位A/D转换器,其最小分辨率为48.81/4096=0.012mV,约为0.3K,因此,若要高精度测量温度,需使用高位数的A/D转换器。 将热电偶热电势放大到适合A/D转换要求水平,经A/D转换把模拟量转换成数字量送入计算机。如mV值与T值之间不是线性关系,需进行非线性补偿。 A/D转换器精度:Eg. 镍铬-镍硅热电偶的热电势,在273K时为0 mV,1473K时为48.81mV。使用8位A/D转换器能把1473K以下的热电势256等分。其最小分辨率为48.81/256=0.19mV,约为5K,若用12位A/D转换器,其最小分辨率为48.81/4096=0.012mV,约为0.3K,因此,若要高精度测量温度,需使用高位数的A/D转换器。 渗碳就是把工件(待加工的零件)放在电加热高温炉内，高温炉内的气体中的碳有一定的浓度(所谓碳势)，工件在具有这样气氛的高温炉内经过一定时间，会使