計算機控制技術總結

2021-10-13 07:12:45 字數 3967 閱讀 7616

例某系統用鎳鉻—鎳鋁熱電偶測溫,先將溫度400-1000℃的範圍按每60℃一段劃分為10段,各段用直線近似,折線上各折點的t-e值如表所列。

某時刻測得熱電勢ex =34.66mv,由該熱電偶的分度錶可直接查出其相應溫度tx=834 ℃

例某系統用鎳鉻—鎳鋁熱電偶測溫,先將溫度400-1000℃的範圍按每60℃一段劃分為10段,各段用直線近似,折線上各折點的t-e值如表所列。

現用式計算,先從表中查得所策熱電勢值處於7-8號折點的段內,將各有關數值代入上式得:

其相對誤差為:

例某系統用鎳鉻—鎳鋁熱電偶測溫,先將溫度400-1000℃的範圍按每60℃一段劃分為10段,各段用直線近似,折線上各折點的t-e值如表所列。

再用前式計算

例某菸廠用計算機資料採集系統採集菸葉發酵室的溫度變化情況,該室溫度測量範圍是20-80℃,所得模擬訊號為1-5v,採用鉑熱電阻(線性感測元件)測溫,用8位a/d轉換器轉換為數字量,轉換器輸入0-5v時輸出是00h-0ffh。某一時刻,計算機採集到的數字量為0b7h。由計算式作工程量線性轉換。

由給定條件得為: ymax =80 ℃, ymin=20 ℃,

nmax=0ffh=255,

nx=0b7h=183,

在溫度為20 ℃時,因檢測所得模擬電壓是1v.所以相應的數字量應為255x1/5=51,

對測量數字量ob7h的工程量線性轉換結果為

y= 20℃十(80-20)(183-51)/(255-51)=58.21 ℃

工程量線性轉換的程式框圖如圖十9所示.

1 現場匯流排有何特點

現場匯流排技術特點

1、系統的開放性

2、互可操作性與互用性

3、現場裝置的智慧型化與功能自治性

4、系統結構的高度分散性

5、對現場環境的適應性

1 為什麼pi控制器引入積分環節可消除系統的靜態誤差?

答:pi控制器對於偏差的階躍響應除有按比例變化的成分外,還帶有累積的成分,即積分作用成分。只要偏差e(t)不為零,它將通過累積作用影響控制量u(t),以求減小偏差,直至偏差為零,控制作用不再變化,系統達到穩態。

因此,積分作用的加入可以消除系統靜差

2 寫出位置式和增量式?

答在工業過程控制中,數字pid控制演算法通常又分為位置式pid控制演算法和增量式pid控制演算法

(1)位置式pid控制演算法

按模擬pid控制演算法的算式,以一系列的取樣時刻點kt代表連續時間t,以和式代替積分,以增量代替微分,作如下近似變換:

上式中t為取樣週期。為書寫方便,以後將e(kt)簡化表示為e(k)等,即省去t。將式代入式,可得離散的pid表示式

式中k——取樣序號,k=0,1,2,…;

u(k)——第k次取樣時刻的計算機輸出值;

e(k)——第k次取樣時刻輸入的偏差值;

e(k-1)——第(k-1)次取樣時刻輸入的偏差值;

ki——積分係數;

kp——微分係數·

2)增量式pid控制演算法

當執行機構需要的不是控制量的絕對數值,而是其增量(例如去驅動步進電機)時,可由式匯出提供增量的pid控制演算法:

2)增量式pid控制演算法

可以進一步改寫:

3 增量式的優點?

答:1)由於計算機每次只輸出控制增量,即對應執行機構位置的變化量,故機器發生故障時影響範圍小,從而不會嚴重影響生產過程。

2)手動一自動切換時衝擊小。控制從手動到自動切換時,可以做到無擾動切換。此外,當計算機發生故障時,由於輸出通道或執行裝置具有訊號的鎖存作用,故仍然能保持原值。

3)算式中不需要累加。控制增量au(k)的確定僅與最近k次的取樣值有關,較容易通過加權處理獲得比較好的控制效果。

4 數字pid控制器演算法的改進

答積分分離pid算式不完全微分的pid控制算式微分先行pid算式帶有死區的pid控制

靜態比例控制系統結構方框圖獲得。由上式可以看到,控制器的直流增益越大,控制穩態誤差越小。

比例積分(pi)控制器時域上看:只要有偏差,就要積分頻域上看:穩態增益為無窮大。

4抑制共模干擾的措施有:

(1) 採用差分放大器做訊號前置放大

(2) 採用隔離技術將地電位隔開

51.串模干擾及其抑制

可以採取下列措施儘量減少其影響。

◆ 採用輸入濾波器進行電磁遮蔽和良好的接地選擇合適的adc 使用電流訊號傳輸

例4—1 某熱處理爐溫度測量儀表的量程為200~800℃,在某一時刻計算機取樣並經數字濾波後的數字量為0cdh,求此時溫度值為多少?(設儀表量程為線性的)

解:已知a0=200℃,am=800℃,nx=0cdh=(205)d,nm=0ffh=255,

根據式(4—10),此時溫度為

=(800—200)十200=682(℃)

6 標度變換和非線性能否轉換?

答 :生產過程的非電引數首先由測量儀表轉換成4-20ma或1-5v的模擬電訊號,再經過a/d轉換後成為一定位數的數字量訊號,才有可能被計算機採集,這數字量訊號雖然與被測引數的大小有一定的聯絡,但畢竟不是被測量的工程量值,為了能直接顯示或列印出被測的工程量值,應利用計算機進行計算,把數字量恢復為工程量,因而才有「工程量轉換」之說,這種轉換也可稱為「標度變換」。

7當「若a1時的結果」為b1,則

因此8 前饋-反饋控制的優點

答□可簡化前饋控制系統,只須對影響被控引數最顯著的干擾進行補償,而對其他許多次要的干擾仍由反饋予以克服,這樣即保證了精度又簡化了系統。2由於反饋迴路的存在,降低了對前饋控制算式精度的要求。3 前饋-反饋控制可實現控制精度高、穩定性好和控制及時。

4提高了前饋控制模型的適應性。

9 常用的a/d轉換方式有逐次逼近式和雙斜積分式。

逐次逼近式: 轉換時間短(幾個微秒~幾百個微秒),但抗干擾能力較差。

雙斜積分式: 轉換時間長(幾十個毫秒~幾百個毫秒),抗干擾能力較強。

10 (3)取樣/保持器

必要性:

a/d轉換器都需要一定的時間完成量化及編碼的操作。在轉換過程中,如果模擬量變化,將直接影響轉換精度。

在同步系統中,幾個併聯的量均需要取同一瞬時的值。

作用 :

使輸入到a/d轉換器的模擬量在整個轉換過程中保持不變。但轉換之後, a/d變換器的輸入訊號能夠跟蹤模擬量的變化。

11 4.1.1 資料採集系統的基本功能

資料採集系統一般應具有以下幾個方面的功能

1)對多個輸入通道輸入的生產現場資訊能夠按順序逐個檢測(巡迴檢測),或按指令對某一通道進行檢測(選擇檢測)。

2)能夠對所採集的資料進行檢查和處理。

3)當採集到的資料超出上限或下限值時,系統能夠產生聲光報警訊號,提示操作人員處理。

4)在系統內部能儲存採集資料。

5)能定時或按需隨時以**形式列印採集資料。

6)具有實時時鐘。

7)系統在執行過程中,可隨時接受由鍵盤輸入的命令,以達到隨時選擇採集、顯示、列印的目的。

12 模糊控制特點:

(1)適用於不易獲得精確數學模型的被控物件,其結構引數不很清楚或難以求得,只要求掌握操作人員或領城專家的經驗或知識。

(2)模糊控制是一種語言變數控制器。

(3)系統的魯棒性強,尤其適用於非線性、時變、滯後系統的控制.

模糊關係運算

(1)並運算

(2)交運算

(3)補運算

(4)合成運算

如果r是集合a到b的關係,s是集合b到c的關係,設q是由

定義的關係,則稱q為r和s的合成關係,其相應的運算稱為合成運算。

例6.4 在研究人的年齡這個論域中,年齡分別為25歲、30歲和35歲的3個人是否屬於「年輕人」集合的問題時,可設「年輕人」模糊集合a的隸屬函式為

例6.5 設集合a表示甲、乙兩個學生(x1電氣工程學院學生,x2為建築工程學院學生);集合b為表示某學生考試科目,b={高等數學,大學英語,控制理論,建築學原理},兩學生的期末成績如下表。

學生集合a與考試科目集合b之間關於成績的模糊關係為

相應的模糊關係矩陣

計算機控制系統的個電路模組之間,現場訊號採集與計算機控制之間,弱電控制羽搶點控制之間的隔離方式有變壓器隔離、繼電氣隔離和光電隔離等。

計算機控制技術

計算機控制技術試題 2 一 填空題 每空2分,共20分 1 閉環控制系統是使被控量有較高的精度 2 控制系統常常按其開環傳送函式中所含積分環節個數來分類,分為 0 型,i 型系統等。3 在乙個閉環系統裡,不同輸入與輸出之間的傳遞函式分母相同 4 控制系統開環對數頻率特性中的截止頻率c的大小通常反映系...

計算機控制技術

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計算機控制技術複習總結

5 計算機整合製造系統 computer integrated manufacturing system,cims 原理 cims採用多工分層體系結構,其基本控制思想是遞階控制。特點 越是處於高層的單元,對系統效能影響範圍就越廣,決策週期比低層單元長,很難進行定量公式化描述。優點 在遞階結構中,各級...