控制用微型计算机类型.docx

控制用微型计算机类型：单片微型计算机可编程逻辑控制器（PLC）工业控制计算机（ipc）小型控制系统：单片机中型：PLC大型：IPC微机控制系统组成：微机，接口电路，外部通用设备，被控对象；工作过程：1.实时数据采集 2.实时控制决策 3.输出实时控制信息 4.信息管理工作方式：在线/离线微机控制系统功能：检测功能监督功能控制功能微控系统特点：实时性（硬件/软件）可靠性（硬件/软件/机械结构/系统组成）可维修性（硬件/软件）大量的现场交换信息（数据信息/多媒体信息）多种人机交互方式通信功能信息处理和控制算法微控系统结构：操作指导控制系统直接控制系统（DDC）监督控制（SCC）分布控制（DCS）现场总线控制系统（FCS）DDC: 微型机和工控机，可靠性高，实时性好，抗干扰能力强，能独立工作，全部由计算机程序控制，直接把数据由输入通道输入处理，然后发出信号给执行机构。微机控制系统发展：1946第一台电子计算机 1971出现微型计算机前景：成熟先进技术的推广应用：普及PLC ，广泛使用智能调节器，采用新型DCS和FCS；智能控制技术的深入研究和发展。香农：C=Blog2（1+S/N）（一）数据：所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的合集。数据结构：分逻辑结构和物理结构，逻辑结构：数据元素之间的逻辑关系；物理结构：数据元素在计算机储存器内的表示及配置。一：顺序结构：（1）线性表：数据元素的有限序列（2）数组：线性表的简单推广（3）堆栈：先进后出（4）队列：先进先出二:链表:三：树: 度：节点下肢数（树度为各度最大值）前序遍历：上左右后序遍历：左右上层次遍历：每层依次二叉树转化：兄弟节点连线，每个节点仅保留最左边子节点连线，顺45°信号量: 表示资源的物理实体，s》=0，表示还有资源。临界资源：只能一次被一个进程利用（比如一台打印机，某一表格等）进程之间的同步通信：信号同步：发送者给一简单信号，接受者相应一简单信号。信件同步：进程间交换的是一组信息，常用的数据结构有信息缓冲区和信箱。数据采样：把连续信号转变为离散脉冲序列的过程。过大采样周期会降低系统性能。采样周期对系统性能的影响：1.对稳定性影响：系统参数一定时，可以确定使系统稳定的最大采样周期Tmax，实际选用的周期应小得多。2. 对信息丢失的影响：假定输入及反馈信号的最大频率为ωmax，则采样频率ωs应该满足ωs》=2ωmax。实际应用中，一般要求：ωs》=（4-10）ωmax（全部特征根中的最高频率）或者ωs》=（4-10）ωb（系统闭环频带） 3.对系统抑制干扰能力的影响：通常将干扰所引起的偏差不超过最大允许值时采样周期定为系统的最大采样周期。 4. 对系统输出平滑性的影响：系统的阶跃响应非周期，在阶跃上升时间Tr内，采样点数Nr》=（5-10）阶跃响应震荡，震荡周期Td内，Nr》=10-205.与计算机字长：采样周期不是越小越好。 6.对计算机负荷的影响。常用数据处理：1.系统误差补偿：测得偏差值，进行校准。2. 非线性补偿：表格法（如输入不在表格中，根据上下相邻值线性计算）和插值法（建立近似公式逼近）数字滤波：1.算术平均值法，适用于一般的随机信号干扰。2.滑动平均值法：把新结果放队尾，去掉队首，队中始终N数据，缺点是N越大反应越迟钝。3.加权平均法：采样次数越靠后，权越大。 4.防脉冲干扰平均值法：去掉最大最小值平均，方便速度快占用储存小。5. 程序判断滤波法：设上下幅值，超过则去掉，分限幅滤波和限速（变化速度）滤波。6.惯性滤波法：RC滤波器，滤波系数a越大，带宽越窄，滤波频率越低。选择滤波方法：变化比较慢的参数：56 变化比较快：134 纯延迟较大：3 周期性干扰：123 偶然的脉冲干扰：354 高频和低频干扰：6 （二）信号的复现：把脉冲序列转变为连续信号的过程。（保持器）采样信号不失真代表原来连续信号：连续信号是有限带宽的，其频率分量最大值ωm，则采样频率ωs》=2ωm（即一个周期采样两次）离散时间信号：用离散时间的数字序列表示信号。A/D D/A:计算机处理数字信号，控制对象由模拟信号控制，A/D D/A解决数模的转换问题。稳定系统：对于任何一个有界输入，其输出都是有界的时域离散系统。线性离散系统：叠加性；线性常定离散系统：位移不变性（不随时间变化）（三）运动控制技术：电路简单，灵活性适应性强；可以实现较复杂控制；无零点漂移，可控精度高；可提供灵活方便的人机界面，多机联网工作；可采用多种嵌入式控制方式。顺序控制：按规定的时间或事件顺序进行动作。特点：开关信号量多，逻辑关系复杂，定时范围大，可靠性要求高。专用顺序控制器设计：在满足要求前提下，尽可能简化硬件结构，通过软件充分利用微机内部资