微型计算机控制技术ppt课件

1、第第8 8章章 微型计算机控制系统设计微型计算机控制系统设计 8.2 8.2 控制系统设计的普通步骤控制系统设计的普通步骤8.3 8.3 微型计算机控制系统的软件微型计算机控制系统的软件8.4 8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计8.5 8.5 设计举例一设计举例一 微型计算机控制直微型计算机控制直 流伺服系统设计流伺服系统设计8.6 8.6 设计举例二设计举例二 微型计算机温度微型计算机温度 控制系统设计控制系统设计8.1 8.1 微型计算机控制系统的根本要求及特点微型计算机控制系统的根本要求及特点8.1 微型计算机控制系统的根本要求微型计算机控制系统的根本要求和特点和特点8.1.1 系

2、统设计的根本要求系统设计的根本要求1、系统操作性能好包含两个含义：运用方便编程言语、构造易了解，硬件操作少、维修容易软件具有自检功能、硬件配置易于维修。2、通用性好，便于扩展规范化设计，加强其通用性，留有余量，便于扩展。3、可靠性高此性能是控制系统设计最重要的性能要求。8.1.2 系统设计特点系统设计特点 在进展控制系统设计时，系统设计人员必需把要实现的义务和功能合理的分配给硬件和软件，既要思索系统的价钱，又要思索系统满足实时性要求的任务速度，做到硬件软件合理权衡，并尽量节省机器时间和内存空间。8.2 8.2 控制系统设计的普通步骤控制系统设计的普通步骤 微型计算机控制系统设计普通可分为以下六

3、个步骤：系统总体控制方案设计；微型计算机选择；控制算法设计；硬件设计；软件设计；系统联调。 这一步决议了系统整体控制方案，即设计方案应满足性能目的先进、方案合理、可行、可靠性高、性能/价钱比好的要求，并且尽能够做到具有一定的通用性、可移植性和便于扩展等。 8.2.1 系统总体控制方案设计系统总体控制方案设计一确定控制义务一确定控制义务二硬件软件功能分配与协调二硬件软件功能分配与协调 微型计算机控制系统是由硬件和软件共同组成的，对于某些既可用硬件 扩展接口的方案很多，要根据控制要求，可以得到何种元件和扩展接口的方便程度来确定，通常有下述三种方法可供选用： 三接口设计三接口设计1选用专门的功能接口

4、板2选用通用接口电路3用集成电路自行设计接口电路 接口设计包括两个方面的内容，一是扩展接口，二是安排经过各接口电路输入输出端的输入输出信号，选定各信号输入输出时采用何种控制方式。软件与硬件功能分配要根据各自的特点和实践运用的详细情况来决议。1实现，又可用软件实现的功能，在进展设计时，应充分思索硬件和软件的特点，合理地进展功能分配与协调。8.2 控制系统设计的普通步骤控制系统设计的普通步骤四通道设计四通道设计输入输出通道是计算机与被控对象相互交换信息的部件。 输入输出通道有数字量的输入输出通道、开关量的输入输出通道、模拟量的输入输出通道以及脉冲量的输入输出通道。五操作员控制台设计五操作员控制台设

5、计控制台普通有以下功能： 1有一组或几组数据输入键，用于输入或更新给定值，修正控制器参数或其他必要的数据。 2有一组或几组功能键或转换开关，用于转换任务方式，起动、停顿系统运转或完成某种特定的系统操作功能。3有一个显示安装或显示屏，用于显示形状、参数及缺点指示等。 8.2 控制系统设计的普通步骤控制系统设计的普通步骤 4有一个“紧急停顿接钮“，用于在紧急事故时停顿系统运转，转入缺点处置。8.2.2 微型计算机选择微型计算机选择 微型计算机选择包括微型计算机系统构成方案选择和微型计算机系统功能以及性能目的选择。一微型计算机系统构成方案选择一微型计算机系统构成方案选择1.组装方案 缺陷是要求设计者

6、知识的深度和广度都比较高，设计任务复杂，任务量大，要编写全部软件，研制周期长。所以，这种方式决不是优先思索的方案，特别在需求量不大的情况下，就更该当防止采用这种方案。8.2 控制系统设计的普通步骤控制系统设计的普通步骤 选用单板机方案的优点是任务量大大减少，本钱低，对设计任务者的知识要求也比较低。因此在微型计算机运用的初期用得较多。 3.通用微型计算机系统方案 采用这种方案的优点是控制功能强、设计任务量小、研制周期短。但其缺陷也比较明显。4.通用工业控制计算机系统方案它是当前乃至今后微型计算机控制系统的优选方案之一。二微型计算机控制系统性能目的选择二微型计算机控制系统性能目的选择 从运用于消费

7、机械或消费过程实时控制的角度出发，微型计算机应能满足下述根本要求：1.完善的中断系统；具有实时控制的功能2.单板机或单片机方案8.2 控制系统设计的普通步骤控制系统设计的普通步骤3.完备的输入输出通道和实时时钟；4.微处置器有足够的数据处置才干。首先是字长；其次是指令的执行速度；第三是指令系统。2.足够的存储容量；8.2.3 控制算法设计控制算法设计 控制算法设计必需以系统的数学模型为根底，数学模型是系统运动规律的数学表达，它反映了系统输入、输出以及内部形状变量之间的逻辑和数量关系。控制算法就是可程序化设计的系统控制规律。 控制算法设计要根据详细控制对象、控制性能目的要求以及所选用的微型计算机

8、对数据的处置才干来进展。8.2 控制系统设计的普通步骤控制系统设计的普通步骤在设计中要留意以下几个问题： 第一，控制算法对系统的性能目的有直接的影响，因此，选定的控制算法必需满足控制速度、控制精度和系统稳定性的要求。 第二，各种控制算法提供了一套通用的计算公式，是对普通性的问题而言的，但详细到一个特定的控制对象上，必需有分析地选用，在某些情况下能够还要进展必要的修正和补充。 第三，当控制系统比较复杂时，满足控制性能目的的控制规律也比较复杂，相应的控制算法的实现就比较困难。控制算法设计要充分思索其可实现性。8.2.4 硬件设计硬件设计硬件是系统可靠性的根底，忽视硬件设计不能够得到高质量的控制系统

9、。8.2 控制系统设计的普通步骤控制系统设计的普通步骤 从电路任务原理的设计、硬件元件的选定、挑选，到印刷电路板的设计制造和焊接调试，每一环节都必需仔细做好，才干保证硬件的质量。8.2.5 软件设计软件设计8.2.6 系统联调系统联调联调通常分两步进展： 第一步在实验室模拟安装上进展，要尽量发明条件使模拟安装接近于实践控制系统，在调试时应采取一些必要的丈量监视和维护措施。 第二步是在工业消费现场进展工业实验，在工业实验中，还要思索平安、 抗干扰等问题。微型计算机控制系统设计的过程是一个不断完善的过程。8.2 控制系统设计的普通步骤控制系统设计的普通步骤8.3 8.3 微型计算机控制系统的软件微

10、型计算机控制系统的软件8.3.1 8.3.1 软件的分类软件的分类微型计算机控制系统中的软件分为系统软件和运用软件两大部分。一系统软件一系统软件1.操作系统2.言语加工系统言语加工系统主要由系列程序组成：1编辑程序2编译程序3衔接、装配程序4调试程序5子程序库3.诊断系统二运用软件二运用软件 运用程序的功能运用程序的功能1.控制程序 控制程序主要实现对系统的调理和控制，它根据各种各样的控制算法和千差万别的被控对象的详细情况来编写，控制程序的主要目的是满足系统的性能目的。2.数据采集及处置程序 它主要包括数据可靠性检查程序，用来检查是可靠输入数据还是缺点数据；A/D转换及采样程序；数字滤波程序；

11、用来滤除干扰呵斥的错误数据或不宜运用的数据；线性化处置程序，对检测元件或变送器的非线性特性用软件进展补偿。 3.巡回检测程序8.3 微型计算机控制系统的软件微型计算机控制系统的软件 除包括数据采集程序之外，还包括越限报警程序，用于在消费中某些量超越限定值时报警；事故预告程序，消费中某些量不允许超越限定值，从这些量的变化趋势来看假设有能够超越限定值，那么发出事故预告信号；画面显示程序，用图、表在CRT上笼统地反映消费情况。4.数据管理程序 这部分程序用于消费管理部分，主要包括统计报表程序，按消费管理部门要求的格式打印各种报表；产品销售、消费调度及库存管理程序；产值利润预测程序等。8.3.2 运用

12、程序的言语选择及设计步骤运用程序的言语选择及设计步骤一言语选择一言语选择1.机器言语8.3 微型计算机控制系统的软件微型计算机控制系统的软件2.汇编言语3.高级言语二运用程序的设计步骤和方法二运用程序的设计步骤和方法 运用程序的设计通常分以下五个步骤：问题定义、程序设计、编码、调试、改良和再设计。 问题定义阶段是要明确微型计算机完成哪些义务及执行什么程序，决议输入/输出的方式，决议与接口硬件电路的衔接配合以及出错处置方法。程序设计是利用程序对义务作出描画，即编写源程序。程序设计是利用程序对义务作出描画，即编写源程序。编码是指把源程序转换成微型计算机能执行的指令代码。编码是指把源程序转换成微型计

13、算机能执行的指令代码。调试是利用诸如断点、单步跟踪以及模拟运转等手段检查程序的正确性。调试是利用诸如断点、单步跟踪以及模拟运转等手段检查程序的正确性。改良和再设计是根据现场运转情况对原设计作修正，或者为了扩展功能改良和再设计是根据现场运转情况对原设计作修正，或者为了扩展功能8.3 微型计算机控制系统的软件微型计算机控制系统的软件对程序进展改良和补充。程序设计通常采用模块程序设计法和构造程序设计法。 模块程序设计法就是把整个程序分成假设干子义务或模块，各个模块分别设计、调试胜利之后再装配在一同，成为一个完好的程序。 构造化程序设计的根本思想是：任何程序都可用三种根本构造表示，即顺序构造，选择构造

14、和循环构造，如下图：8.3 微型计算机控制系统的软件微型计算机控制系统的软件8.3.3 高级言语和汇编言语的混合编程高级言语和汇编言语的混合编程一混合言语编程的根本概念一混合言语编程的根本概念1.程序接口 各种言语之间的接口，称之为程序接口。最常用的程序接口是各种言语之间相互调用方式，其间也可以传送少量的参数。2.命名商定 也叫变名商定，即为理处理不同言语对称号标识符如变量名、参数名、过程名、函数名等的不同处置，对目的文件名长度的不同限制的商定。进展混合编程时，采用一个兼容的、大家都认可的称号非常重要。3.调用商定 指在两种程序文语中为实现彼此调用而建立的一种协定，它详细对应了一个函数、一个过

15、程或者一个子程序的调用过程。 调用商定从两个方面影响程序编制，一是调用程序要根据调用商定将变量或参数按商定的顺序传送给一个被调用的程序；二是被调用程序要根据调用商定规定顺序接纳传送给它的参数。8.3 微型计算机控制系统的软件微型计算机控制系统的软件8.3 微型计算机控制系统的软件微型计算机控制系统的软件4.参数传送商定1传值2传址3传名4传结果传值：是参数传送最简单的一种传送方式，它把参数的值传送给相应的形参，传值：是参数传送最简单的一种传送方式，它把参数的值传送给相应的形参，被调用程序无法改动实参的值被调用程序无法改动实参的值简单可靠。简单可靠。传址：它是把实参的地址传送给相应的形参。传址：

16、它是把实参的地址传送给相应的形参。传名：这是一种特殊的形参和实参相结合的方式，即用实参的原文交换对应传名：这是一种特殊的形参和实参相结合的方式，即用实参的原文交换对应的形参。它实践上是把实参处置成为一个子程序参数子程序，每当过程的形参。它实践上是把实参处置成为一个子程序参数子程序，每当过程体中遇到对应的形参时就调用该子程序。体中遇到对应的形参时就调用该子程序。传结果：对每一个形参设置两个方式单元，一个用来存放实参的地址，另一传结果：对每一个形参设置两个方式单元，一个用来存放实参的地址，另一个来存放实参的值，这样与传址类似，进入被调用段后，在过程体中对形参个来存放实参的值，这样与传址类似，进入被

17、调用段后，在过程体中对形参的任何援用都针对第二个方式单元进展间接访问。的任何援用都针对第二个方式单元进展间接访问。8.3 微型计算机控制系统的软件微型计算机控制系统的软件二二C C言语程序对汇编言语程序的调用言语程序对汇编言语程序的调用1.C言语程序中的接口处置1命名商定2调用商定3参数传送商定2.汇编言语中的接口处置1为了与C言语命名商定相符，在定义和编写汇编言语程序的被调用过程时应以下划线开头，并用 PUBLIC阐明，过程名最好不要超越8个字符。命名商定：在编译命名商定：在编译C言语程序时，编译系统自动的在程序中出现的变名变量言语程序时，编译系统自动的在程序中出现的变名变量名、过程名、函数

18、名等前面加下划线，因此调用汇编言语程序时留意命名方名、过程名、函数名等前面加下划线，因此调用汇编言语程序时留意命名方法和命名长度。法和命名长度。调用商定：在调用商定：在C言语程序中对所调用的外部过程均采用规范的言语程序中对所调用的外部过程均采用规范的extern关键字关键字予以阐明。予以阐明。 2假设C言语程序以巨型，大型、或者中型存储方式翻译，被C言语调用的汇编过程应阐明成 far。 3思索调用商定，C言语程序向汇编过程传送参数是经过堆栈进展的，而C言语参数压栈的顺序与参数在调用时参数表中出现的顺序相反。C言语的堆栈构造图：8.3 微型计算机控制系统的软件微型计算机控制系统的软件 4在被C言

19、语调用的汇编过程中用指令RET前往，而在BASIC 等其他言语中要求用指令 RET n 前往。 5根据缺省默许，C言语的参数传送方式是传值，但数组总是采用传址方式。综上所述，用C言语调用汇编程序的步骤为： 1按各种商定编写并汇编言语源程序，得到可重新定位的目的文件，留意下划线、PUBLIC 和BP 的运用。 2按商定编写C言语程序，编译后得到目的文件，留意 extern 和参数的类型的运用。3将两种言语程序的目的文件衔接成一个可执行的文件。4运转该执行文件。8.3 微型计算机控制系统的软件微型计算机控制系统的软件三汇编言语程序对三汇编言语程序对C C言语程序的调用言语程序的调用 首先是命名商定

20、；其次是调用商定；第三，参数传送的方式是保证正常调用的关键。8.3.4 微型计算机控制系统的研制工具微型计算机控制系统的研制工具 微型计算机控制系统的研制工具主要有微型计算机开发系统、联机仿真器以及单板机、交叉汇编程序、模拟仿真程序等。 联机仿真器是微型计算机控制系统设计和调试的有力工具，利用联机仿真器可以很方便地实现以下开发手段：1.系统实时仿真2.资源借调3.控制系统综合设计和调试8.4 8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计定义通用存放器如右：8.4.1 8.4.1 数字滤波数字滤波与模拟滤波器相比有以下优点：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数字滤波不需

21、求硬件设备，因此可靠性高、稳定性好，各回路之间不存在阻抗匹配等问题。3数字滤波可以对频率很低的信号滤波 4经过改动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，比修正模拟滤波器的硬件灵敏、方便。一算术平均值滤波一算术平均值滤波 算术平均值滤波是寻觅这样一个Y，它与各采样值Xk之间误差的平方和E为最小，即，其中 N 为采样次数。根据极值原理得 该方法是把 n 次采样值进展相加，然后取其算术平均值为本次采样值。其程序流程图如下图：8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计二中值滤波 中值滤波程序的流程图如下图：中值

22、滤波：就是对某一被测参数延续采样N次普通N取奇数，然后把N次的采样值从小到大或从大到小陈列，再取中间值为本次采样值。三一阶滞后滤波动态滤波一阶滞后滤波方法，其表达式为：流程图如以下图所示：8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计 为滤波平滑系数，普通T 为滤波环节的惯性滞后时间常数，T为采样周期。8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计四程序判别滤波程序判别滤波分为限幅滤波和限速滤波两种。1.限幅滤波两次采样值偏向不超越某一数值，超越那么舍弃当前采样值 如以下图所示：2.限速滤波8.4.2 线性化处置线性化处置1.线性插值原理流程图如右图所示：设某传感器的输入输出特性曲线如右图所示：8.4 常

23、用运用程序设计常用运用程序设计设 在 区间内，那么其对应的逼近值为或8.4.3 数码显示数码显示 数码显示用得最多的是 LED 数码管，LED 数码管显示器件的特点是：体积小，功耗低，呼应速度快，易于匹配，寿命长，可靠性高。 用数码管显示数字和字符的根本方式有软件查表显示和硬件译码显示两种。8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计如下图为显示两位十进制流程图 两位十进制数显示程序 取被显示数的 BCD 码 高四位10？ 取十位数的字模 字模送高 位数码低四位10？ 取个位数的字模 字模送低位数码结束 取 E 字模 取 E 字模 8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计8.4.4 越限报警处置程

24、序越限报警处置程序 越限报警是工业控制过程常见而又适用的一种报警方式，它分为上限报警、下限报警及上下限报警。报警程序流程图如下图：8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计8.4.5 PID 8.4.5 PID 控制算法程序控制算法程序 数字 PID 控制算法，在微型计算机控制系统中已被广泛运用，是微型计算机控制系统的常用程序之一。一位置式一位置式 PID PID 控制算法程序控制算法程序位置式 PID 控制算法的表达式为：控制算法的流程图如下图：8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计二增量型二增量型 PID PID 控制算法程序控制算法程序增量型 PID 控制算法的表达式为：流程图如右图所示

25、：8.4 常用运用程序设计常用运用程序设计8.5 8.5 设计举例一设计举例一微型计算机控制直流伺微型计算机控制直流伺服系统设计服系统设计 直流传动系统的主要优点是控制特性优良，能在很宽的范围内平滑调速，调速比大，起制动性能好，定位精度高。8.5.1 8.5.1 总体控制方案设计总体控制方案设计 一确定系统的控制义务知系统中直流电动机的主要数据如下：额定功率 ；额定电压 ； 额定电流 ； 电枢回路总电阻 ；电磁时间常数 ；机电时间常数 ； 电动势系数 。 电流调理器的控制输出值作为计数值直接送到计数器生成 PWM 信号， 那么PWM 信号发生器和PWM 功率放大器构成的数字控制量到模拟电压输出

26、量之间的增益为：经上述思索，本系统组成的粗框图如下图：8.5 设计举例一设计举例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计二输入输出通道及其接口设计二输入输出通道及其接口设计1.电流反响通道 电流反响通道由霍尔元件、两级运算放大器和 A/D 转换器组成。2.转速反响通道 转速反响通道由光速电脉冲发生器，光电隔离器 PC900 、可编程门阵列GAL16V8 和计数器、定时器等组成。3.位置反响通道 位置反响通道由光电脉冲发生器、光电隔离器PC900 、可编程门阵列GAL16V8 以及计数器 T1和计数器 T2组成。电动机在一个位置环采用周期内位置偏移量为8.5 设计举例一设计

27、举例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计4.控制输出通道 控制输出通道由 8254 计数器的两个计数通道#0计数器和#1计数器构成。5.伺服系统给定输入通道 伺服系统给定输入方式比较简单的有拨码开关、模拟旋钮和脉冲发生器等。给定输入通道由上位微型计算机、电平转换电路 MC1488 、MC1489 和串行通讯接口电路组成。8.5 设计举例一设计举例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计8.5.2 8.5.2 微型计算机选择微型计算机选择 Intel8086 微处置器构成全数字式三环直流伺服系统的控制方案，其原理框图如下图：8.5 设计举例一设计举

28、例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计 我们选用 8097 单片机，它是MCS-96 系列的一种型号，根据 8097 单片机的特点，可设计原理框图如以下图随时的全数字式三环直流伺服系统控制方案。8.5 设计举例一设计举例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计一变一变 T T 法速度检测法速度检测 高速脉冲输入单元HIS是MCS-96 系列单片机中很有特点的内部硬件资源。HIS单元的构造如下图：8.5 设计举例一设计举例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计HIS 可以产生三种中断方式：坚持存放器装入数据 ；FIFO有六个

29、事件数据信息；HSI0。二硬件与软件的功能分配二硬件与软件的功能分配系统软件的主要义务有： 1)系统初始化，系统初始化包括设定堆栈指针，给主程序标志存放器送 初始形状值，对电流调理器、速度调理器、位置调理器设定初始形状值和参数，给AD转换器、HSI、SIO、8254等硬件送控制字，确定它们的任务方式和初始任务参数。 2)对电流反响、速度反响、位置反响采样，包括读AD的转换结果，读HSI事件的时间值和形状值，并按堆栈方式存储，读计数器T2、8254的#28.5 设计举例一设计举例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计计数通道的计数值，为下一采样周期的循环任务重新预置。 3

30、)对电流反响、速度反响、位置反响的原始数据进展数据处置，获得相应的数字式反响标定量。4)完成电流、速度、位置的控制规律运算，并对输出分别作限幅处置。5)读串行口的数据，且按先进先出(FIFO)方式存储。6)接纳上位微型计算机发送来的指令，并解释、分解和执行指令 7)按指令要求，采集系统运转的有关信息和系统参数，并经过串行通讯反响到上位微型计算机中进展显示和信息存储。三系统的软件构造以及分时控制的时序安排三系统的软件构造以及分时控制的时序安排 为了便于程序的编写、阅读、调试和修正，将系统控制程序的义务按功能分类，归结为十一个更能程序模块，并对各功能模块的任务方式作了一个安排。8.5 设计举例一设

31、计举例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计8.5.3 控制算法设计控制算法设计 数字控制器可以用直接数字的设计方法，也可以用模拟调理规律数字化的设计方法。由于直流传动系统的模拟调理规律设计方法比较成熟，运用方便，在这里我们有后一种方法来设计电流环、速度环和位置环的数字控制器。一电流环控制器设计一电流环控制器设计 将电流环按典型I型系统校正，电流调理器应为 PI 调理器，电流调理器的传送函数为：电流环的简化动态构造图如下图：8.5 设计举例一设计举例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计二速度环控制器设计二速度环控制器设计将转速环校正成典型型系统

32、，转速调理器也是 PI调理器，设其传送函数为那么速度环的简化动态构造图如下图：当速度环截止频率 时，电流环的等效传送函数近似为8.5 设计举例一设计举例一微型计算机控制直微型计算机控制直流伺服系统设计流伺服系统设计 速度环的开环截止角频率 ，选取速度角频率 ，得速度环采样周期 位置环的开环截止频率 ，选取位置环的采样角频率 ，得位置环的采样周期 。三位置环控制器设计三位置环控制器设计构造图如下图： 系统电流环的开环截止角频率 ， 选取电流环的采样角频率 ，得电流环采样期 ；8.5 设计举例一设计举例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计五控制算式和运算流程图五控制算式和

33、运算流程图在用汇编言语编制控制算法程序时，需求特别留意如下几个问题：1.小数运算2.符号运算3.溢出4.积分丧失8.5.4 8.5.4 硬件设计硬件设计 构本钱系统的硬件电路可以在单片机开发安装运用板的根底上扩展，也可以自行设计一块印刷电路板。硬件系统可以运转的根底，硬件设计不合理，可靠性差，系统将无法运转。8.5.5 8.5.5 软件设计软件设计一系统初始化程序模块二主程序模块三位置采样及数据处置程序模块8.5 设计举例一设计举例一微型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计如下图是位置采样及数据处理程序模块的流程图：8.5.6 系统联调系统联调8.5 设计举例一设计举例一微

34、型计算机控制直流微型计算机控制直流伺服系统设计伺服系统设计8.6 8.6 设计举例二设计举例二微型计算机温微型计算机温度控制系统设计度控制系统设计8.6.1 8.6.1 系统总体设计系统总体设计一确定系统的控制义务一确定系统的控制义务综上所述，微型计算机控制系统完成的主要义务有：1六个温区温度的闭环直接数字控制。2网带拖动直流调速系统的速度给定和速度检测。3六个温区温度及网带运动速度的巡回检测、显示和定时打印。系统构成粗框图如下图：二输入输出通道及其接口设计二输入输出通道及其接口设计1.温度检测模拟输入通道设计 如下图温度检测模拟输入通道由检测元件热电偶、前级放大器、多路模拟转换开关、A/D转

35、换和输入接口电路组成。8.6 设计举例二设计举例二微型计算机温度微型计算机温度控制系统设计控制系统设计2.晶闸管数字触发输出通道设计 晶闸管作为温度控制的功率元件有两种任务方式，一种是调压方式，另一种是调功方式。调功方式输入电炉的平均功率为： 如下图为过零检测同步脉冲电路，其作用是在电网电压的每个过零点产生一个同步脉冲。8.6 设计举例二设计举例二微型计算机温度微型计算机温度控制系统设计控制系统设计3.拨码盘给定输入通道 拨码盘作为数字输入，操作简单，直观明了，码盘值以硬件方式保管，计算机可以随时经过码盘输入口读入码盘值，这有利于存放在RAM中的给定值维护，同时操作人员也可以很方便地修正码盘值

36、。4.数码显示输出通道 数码显示器输出通道包括：数字量输出接口电路、锁存译码驱动电路，七段数码管显示器。5.打印机输出通道 打印机的打印内容包括表头、制表、采样数据和采样时间。根据系统数据记录的特点编写控打程序及特殊字符库，确定一个易于查询和阅读的打印格式。8.6 设计举例二设计举例二微型计算机温度微型计算机温度控制系统设计控制系统设计8.6.2 微型计算机选择微型计算机选择 选择微型计算机首先要思索能满足系统的控制要求，到达预期的性能目的，其次要综合思索系统的可靠性、可利用率和可维护性，还要思索成本和实施能否快速、方便等要素。8.6.3 控制算法设计控制算法设计 在整个炉体中，要求六个温区的温度可以独立控制，而各温区之间存在不同程度的耦合，整个系统属于多变量系统。其数学描画传送矩阵为：式中8.6 设计举例二设计举例二微型计算机温微型计算机温度控制系统设计度控制系统设计离散后可近似为：被控对象的