微机控制

※第一章 1、典型微机控制系统组成：硬件（中央处理器、内存储器、磁盘驱动器、接口电路、A/D、D/A为核心的模拟量数字量I/O通道..）、软件（系统软件、应用软件） 2、计算机控制系统特点：①结构上是模拟和数字部件的混合系统②除连续信号还有离散模拟、离散数字等多种信号形式③具有模拟调节规律离散化设计法和直接设计法④对于连续控制系统控制规律越复杂，所需硬件越多越复杂⑤实现多分时控制⑥实现全生产过程的协调和全局化。 3、计算机控制中典型应用方式：①操作指导控制系统②直接数字控制系统③监督计算机控制系统④分级计算机控制系统 4、顺序控制：是使生产机械或生产过程按预先规定的时序或事序（现场输入条件等）而顺序动作的自动控制系统。（目前多采用PC或PLC可靠性高，使用广泛） 5、数字程序控制系统：指能根据输入的指令和数据，控制生产机械按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律而自动完成工作的自动控制系统。 6、工业控制机的特点和 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ：①实时性②高可靠性③硬件配备的可装配可扩充性④可维护性 ※第二章 1、I/O接口电路定义：它是主机和外围设备之间交换信息的链接部件（电路）。它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。 2、为什么要设置接口电路？①解决主机CPU和外围设备之间的时序配合和通信联络问题②解决…之间的数据格式转换和匹配问题③解决CPU的负载能力和外围设备端口的选择问题。 3、I/O通道定义：也称过程通道。是计算机和控制对象之间信息传送和变换的链接通道。 4、I/O通道所要完成的功能？为使计算机和被控对象之间能够连通起来，由它将被控对象采集的参量变换成计算机所要求的数字量（或开关量）的形式送入计算机。计算机按某一数学MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1713884681421_1计算后，又将其结果以数字量形式或转换成模拟量形式输出至被控对象。 5、I/O信号的种类：①数据信息（数字量模拟量开关量脉冲量）②状态信息③控制信息 6、计算机和外部通信方式:①并行通信②串行通信（全双工、半双工、同步、异步） 7、I/O控制方式：①程序控制方式（无条件I/O方式，查询式I/O方式，）②中断控制方式③直接存储器存取方式（DMA方式） 8、I/O接口设计的任务：是根据生产过程和生产机械控制或管理的要求及外围设备的特性，选定各被控设备的I/O控制方式，设计出合适的I/O接口硬件电路和相应的接口控制程序，是CPU和被控设备之间能适时、可靠的交换信息，从而保证满足实时控制、数据采集或管理所提出的要求。 9、I/O编址方式：①I/O接口独立编址（是将存储器地址空间和I/O接口地址空间分开设置）②I/O接口与存储器统一编址（不区分存储器地址空间和I/O接口地址空间，把所有的I/O接口的端口都当做是存储器的一个单元对待，每个接口芯片都安排一个或几个存储器统一编号的地址号） 10、两种编址方式各自优缺点：独立编址优点：内存地址空间与I/O接口地址空间分开，互不影响，译码电路较简单，设有专门I/O指令，所编程序易于区分，执行时间短，快速性好。缺点：只用I/O指令访问I/O端口，功能有限且要采用专用I/O周期和专用I/O控制线，使微处理器复杂化。    统一编址优点：访问内存的指令都可用与I/O操作，数据处理功能强，同时I/O接口可与存储器部分公用译码和控制电路。缺点：I/O接口要占用存储器地址空间的一部分，因不用专门的I/O指令，程序中较难区分I/O操作。 11、I/O通道主要任务：将由检测器件测取的各种参量变换成计算机所能接收的信息形式送入计算机。起到了CPU和被控对象之间的信息传送和变换的桥梁作用。 12、为什么要加采样保持器？对于随时间变化的模拟信号，孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换出差。在A/D转换器工作期间采样保持器一直保持输入模拟信号不变，因而能抑制由放大器干扰带来的转换噪声，降低模数转换器的孔径时间，提高A/D转换器的精确度和消除转换时间的不准确性，保证模拟信号采样的准确度。 13、模拟量输出通道的组成及为什么要有输出保持器？由D/A转换器、输出保持器、多路切换开关、低通滤波电路和功放电路组成。因为计算机控制是分时的，每个输出回路只能周期地在一个时间片上得到输出信号，即执行部件得到的是时间上离散模拟信号，而实际的执行部件却要求连续模拟信号，因此为了使执行部件在两个输出信号的间隔时间内仍然能得到输出信号，就必须有输出保持器，通过它将前一采样控制时刻的输出信号保持下来，直到下一采样控制时刻到来，重新得到新的输出信号，这样执行部件就得到了连续的输出信号。 14、D/A转换器两种工作方式及原理：①并行（P60“权”概念。把每一位上的代码按其权的大小转换成相应的模拟量再把代表各位的模拟量相加，得到与数字量成正比的模拟量） ②串行（先把数字量转换成一系列脉冲，一个脉冲相当于数字量的一个单位，再把每一个脉冲变成单位模拟量，然后将所有单位模拟量相加，从而得到和数字量成正比的总模拟量输出） 15、I/O通道抗干扰措施：串模干扰及其抑制方法：①加输入滤波器②采用带屏蔽层双绞线或同轴电缆链接一次仪表和转换设备，屏蔽层应良好接地③采用低速逻辑器件或加电容器降低速度④采用数字滤波技术。共模干扰及其抑制方法：①采用共模抑制比高的、双端输入的运算放大器②采用光耦合器或隔离变压器把模拟地和数字地分开③采用隔离放大器 ※第三章 1、有了模拟调节器为什么还要用计算机来实现数字控制？①模拟调节器调节能力有限，当控制规律较为复杂时，就难以甚至无法实现；而数字控制器能实现复杂控制规律的控制②计算机具有分时控制能力可实现多回路控制③数字控制器具有灵活性④采用计算机除实现PID数字控制外还能实现监控、数据采集、数字显示等其他功能。 2、模拟化设计基本思路：当系统的采样频率足够高时，采样系统的特性接近于连续变化的模拟系统，因而可以忽略采样开关和保持器，将整个系统看成是连续变化的模拟系统，从而用s域方法设计校正装置D（s），在使用s域到Z域的离散化方法求的离散传递函数D（Z）。设计实质是将一个模拟调节器离散化，用数字控制器取代模拟调节器。设计步骤是根据系统已有的连续模型，按连续系统理论设计模拟调节器，然后按照一定的对应关系就爱那个模拟调节器离散化得到等价的数字控制器，从而确定计算机的控制算法。 3、P87离散化方法（例题） P91-94框图＆积分公式 4、增量式PID优点:①位置式容易产生累计误差，而增量式只需计算增量，算是中不需累加，控制增量的确定仅与最近几次偏差采样值有关，当存在计算误差或精度不足时，对控制量计算的影响较小，且较容易通过加权处理获得比较好的控制效果。②由于只输出控制增量，所以误动作时影响小，必要时可用逻辑判断的方法去掉，对系统安全运行有利。③手动—自动切换时冲击比较小。 5、防止积分整量化误差的方法：①扩大计算机运算的字长，提高计算精度②当积分项 时，积分项单独累加知道产生溢出，将溢出值作为积分项的偏差值去进行运算，余数仍保留下来作为下一步累加的基数值。 6、积分饱和的防止方法：①积分分离法 ②遇限消弱积分法P96 P98-99史密斯纯滞后补偿 ※第四章 1、P120-124 例4-1、例4-2计算。P125 W变换公式 P129大林算法 2、振铃产生的原因及消除方法：控制量以1/2的采样率（即二倍采样周期）振荡的现象称为“振铃”这种振铃一般是衰减的。如果在U（z）的脉冲传递函数表达式中，包含有在Z平面单位圆内接近-1的实数极点则会产生振铃现象。 消除：大林提出简单的修正方法防止振铃即，令数字控制器中产生振铃现象的极点（左半平面上接近-1的极点）的因子中得z=1就可以消除振铃现象。 ※第五章 P135 例1 、例2 ※第六章 1、微型计算机控制系统设计步骤：①系统总体控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计②微型计算机选择③控制算法设计④硬件设计⑤软件设计⑥系统联调 2、微型计算机控制系统中软件分类：①系统软件（操作系统、语言加工系统、诊断系统）②应用软件（控制程序、数据采集及处理程序、巡回检测程序、数据管理程序） 3、数字滤波及其优点：数字滤波是通过一定的计算程序对信号作数字化的处理，以减少干扰在信号中的比重。克服了模拟滤波器的不足，相比有以下优点：①数字滤波用程序来完成，可以多个输入通道“共用”一个滤波程序②…不需要硬件设备，因而可靠性高、稳定性好。各回路之间不存在阻抗匹配等问题③…可以对频率很低的信号滤波④通过改变数字滤波程序就可以实现不同的滤波方法或调整滤波参数，比修改模拟滤波器的硬件灵活、方便。 ※第七章 1、多微处理机控制系统的定义及分类：是指一个具有两个或多个微处理机并能相互进行通信以协同解决一个大的给定问题的微机系统。 特点：①有两个或多个微处理机②共享存储器或高速通信网络③共享输入/输出设备④机间硬件和软件有交互作用 分类：①紧耦合系统（TCS）②松耦合系统（LCS）③分级结构系统 2、多微处理机控制系统中应解决的问题：①系统的结构形式和通信方案②任务分割和开发并行性问题③正确处理资源竞争和死锁问题④提高系统可靠性和动态充足问题 3、多微处理机控制系统的结构形式：①紧耦合系统（公用总线结构、多端口存储器结构、交叉开关结构）②松耦合系统（总线型结构、环形结构、星形结构）③分级结构 4、内部总线和外部总线：内部总线又称微型计算机总线，用于计算机系统内模块与模块之间进行通信的总线。 外部总线又称通信总线，用于计算机系统与系统之间或计算机系统与设备之间进行通信的总线。 ※第八章 1、提高系统可靠性途径：①改进元部件的可靠性②降低使用应力水准③简化系统结构④采用冗余设计⑤提高维护技术 2、提高硬件可靠性措施：①正确选用元器件（元件的老化、选用、电气性能、集成电路、元件的降级使用）②冗余设计（热备份、冷备份） 3、系统抗电磁干扰措施：①电源电路的抗干扰措施②良好的接地措施③信号线的屏蔽④印刷电路板的抗干扰措施