微机计算机控制技术课后于海生第2版习题详解答案

3.微型计算机限制系统的硬件由哪几局部组成？各局部的作用是

什么？

由四局部组成。

图1.1微机限制系统组成框图

Q）主机：这是微型计算机限制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个局部

发出各种吩咐，同时对被控对象的被控参数进展实时检测及处理。主机的主要

功能是限制整个消费过程，按限制规律进展各种限制运算（如调整规律运算、最

优化计算等）和操作，根据运算结果作出限制决策；对消费过程进展监视，使之

处于最优工作状态；对事故进展预料和报警；编制消费技术报告，打印制表等

等。

⑵输入输出通道：这是微机和消费对象之间进展信息交换的桥梁和纽带。过程

输入通道把消费对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通

道把微机输出的限制吩咐和数据，转换成可以对消费对象进展限制的信号。过

程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

⑶外部设备：这是实现微机和外界进展信息交换的设备•简称外设•包括人机

联络设备G集作台）、输入输出设备（磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等）和

外存贮器（磁盘）。其中操作台应具备显示功能•即根据操作人员的要求■能马上

显示所要求的内容；还应有按钮­完成系统的后、停等功能；操作台还要保证

即使操作错误也不会造成恶劣后果­即应有爰护功能。

⑷检测及执行机构

a.测量变送单元：在微机限制系统中，为了搜集和测量各种参数，采纳了各种检

测元件及变送器•其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量•例如热电

偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号

经变送器转换成统一的计算机标准电平信号（0~5V或4~20mA）后，再送入微

机。

b.执行机构：要限制消费过程，必需有执行机构，它是微机限制系统中的重要部

件•其功能是根据微机输出的限制信号■变更输出的角位移或直线位移•并通

过调整机构变更被调介质的流量或能量，使消费过程符合预定的要求。例如，

在温度限制系统中，微机根据温度的误差计算出相应的限制量•输出给执行机

构（调整阀）来限制进入加热炉的煤气（或油）量以实现预期的温度值。常用的执行

机构有电动、液动和气动等限制形式，也有的采纳马达、步进电机及可控硅元

件等进展限制。

6.操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区分和联络？

(1)操作指导限制系统：在操作指导限制系统中•计算机的输出不干脆作用于消

费对象•属于开环限制构造。计算机根据数学模型、限制算法对检测到的消费

过程参数进展处理，计算出各限制量应有的较适宜或最优的数值，供操作员参

考•这时计算机就起到了操作指导的作用。其原理框图如图1.2所示。

图1.2操作指导限制系统原理框图

⑵干脆数字限制系统(DDC系统):DDC(DirectDigitalControl)系统就是通过

检测元件对一个或多个被控参数进展巡回检测，经输入通道送给微机，微机将

检测结果及设定值进展比拟，再进展限制运算，然后通过输出通道限制执行机

构，使系统的被控参数到达预定的要求。DDC系统是闭环系统•是微机在工业

消费过程中最普遍的一种应用形式。其原理框图如图1.3所示。

图1.3DDC系统原理框图

(3)计算机监视限制系统(SCC系统)：SCC(SupervisoryComputerControl)系统

比DDC系统更接近消费变更的实际状况，因为在DDC系统中计算机只是代替

模拟调整器进展限制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进展给

定值限制•并且还可以进展依次限制'最优限制以及自适应限制等。SCC系统

的原理框图如图1.4所示。

图1.4SCC系统原理框图

SCC是操作指导限制系统和DDC系统的综合及开展。

4.简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用。

光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成，如图2.1所

示。输入电流流过二极管时使其发光•照耀到光敏三极管上使其导通•完成信

号的光电耦合传送，它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离。

图2.1光电耦合器电路图

10.设被测温度变更范围为0℃~1200℃,假如要求误差不超过0.4℃,应选用辨

别为多少位的A/D转换器？

(1200、

选择根据：〃Nlog1+—。12

11.设计出8路模拟量采集系统。请画出接口电路原理图,并编写相应的8路模

拟量数据采集程序。

本例给出用8031、DAC0809设计的数据采集系统实例。

把采样转换所得的数字量按序存于片内RAM的30H-37H单元中茶样完一遍

后停顿采集。其数据采集的初始化程序和中断效劳程序如下：

初始化程序：MOVRO，#30H；设立数据存储区指针

MOVR2，#08H；设置8路采样计数值

SETBITO；设置外部中断。为边沿触发方式

SETBEA;CPU开放中断SETBEXO

；允许外部中断。中断

MOVDPTR■#FEF8H；送入口地址并指向INO

LOOP:MOVX@DPTR，A；启动A/D转换-A的值无意义

HERE:SJMPHERE；等待中断

中断效劳程序：

MOVXA•@DPTR；读取转换后的数字量

MOV@R0-A；存入片内RAM单元

INCDPTR；指向下一模拟通道

INCR0；指向下一个数据存储单元

DJNZR2-INTO；8路未转换完，则接着

CLREA；已转换完•则关中断

CLREXO；制止外部中断0中断

RETI；中断返回

INTO:MOVX@DPTR，A；再次启动A/D转换

RETI;中断返回13.采纳DAC0832和

■o+5V

ILEVccVREF

，数据总线RDI7总

8086CPU

D“hn

地

地址线DAC0832

址=u°

Yo

译CS

M/1O码WR：

XFER

DGNC

WRWRiAGND

PC总线工业限制机接口。请画出接口电路原理图，并编写产生三角波'梯形波

和锯齿波的程序。

本章作业

设计一八路数据采集及其回放系统。要求八路数据巡回检测，存储10组数据,

输数据为电压信号（0-5V），检测精度＜1%。CPU'AD'DA可任选。

5.若加工第一象限直线OA，起点O（0，0）,终点A（11，7）。要求：

（1）按逐点比拟法插补进展列表计算；

（2）作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。

解：由题意可知xe=llzye=7-Fo=O•我们设置一个总的计数器Nxy,其初值应为

Nxy=|7-0|+|ll-0|=18•则插补计算过程如表3—1所示。根据插补计算过程表

所作出的直线插补走步轨迹图如下图所示。

表3—1

步数偏向判别坐标进给偏向计算终点判别

起点

Fo=ONXy=18

1F=ON=17

o+xFi=F0-ye=-7xy

2Fi<0+YF2=Fi+xe=4NXy=16

3F2>0+XF3=F2-ye=-3Nxy=15

4F3<O+YF4=F3+xe=8Nxy=14

5FO+XN=13

4>F5=F4-ye=lxy

6F5>O+XF6=Fs-ye=-6Nxy=12

7F6<O+YF7=F6+xe=5Nxy=ll

8F7>O+XF8=F7-ye=-2NXy=10

9F8<O+YF9=F8+xe=9Nxy=9

10F9>O+XFio=F9-ye=2NXy=8

11FIO>O+XFii=Fi0-ye=-5Nxy=7

12Fn<0+YFi2=Fn+xe=6NXy=6

13F12>。+XFi3=Fi2-y=-lNxy=5

e

F14=Fi3+X=

14F13<。+Ye10Nxy=4

15F14>0+XFi5=Fi4-ye=3Nxy=3

16F15>0+XFi6=Fi5-ye=-4NXy=2

17Fi6<0+YFi7=Fi6+xe=7Nxy=l

18F17>0+XFi8=Fi6-ye=0NXy=0

3.5.设加工第一象限的圆弧AB,起点A(6,0)，终点B(0,6)。要求：

(1)按逐点比拟法插补进展列表计算；

(2)作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。

解：插补计算过程如表3—2所示。终点判别仍采纳第二种方法•设一个总的计

数器Nxy-每走一步便减1操作■当Nxy=0时•加工到终点，插补运算完毕。

下图为插补过程中的走步轨迹。

表3—2

步偏向判坐标计算

坐标进给偏向计算终点判别

数别

起xo=6,yo=O

Fo=ONxy=12

点

Fi=0-12+l=-Xi=5,yi=0

1Fo=O-XNxy=ll

11

X2=5,y=l

F2=-ll+0+l2

2Fi<0+YNXy=10

=-10

F3=-10+2+lX3=5,y3=2

3F2<0+YNxy=9

=-7

F4=-7+4+l=乂4=5/丫4=3

4F<O+YNy=8

3-2X

F5=-2+6+l=X5=5,y5=4

Nxy=7

5F4<O+Y

5

X6=4,y6=4

F6=5-10+l=-

6F5>O*xNXy=6

4

F7=-4+8+l=X7=4,y7=5

7F6<0+YNxy=5

5

_

8F7>OxF8=5-8+l=-2X8=3,y8=5Nxy=4

F9=-2+10+lX9=3,y9=6

9F8<O+YNXy=3

=9

Xio=2,yio=

10F9>O-XFio=9-6+l=4Nxy=2

6

xn=l,yu=

11FIO>O-XF11=4-4+l=lNxy=l

6

Xi2=0,yi2=

12Fn>0-XFi2=l-2+l=0NXy=0

6

3.6.三相步进电机有哪几种工作方式？分别画出每种工作方式的各相通电依次

和电压波形图。

解：有三种工作方式：

(1)三相单三拍工作方式

各相的通电依次为A-B-C,各相通电的电压波形如图3.1所示。

图3.1单三拍工作的电压波形图

(2)三相双三拍工作方式

双三拍工作方式各相的通电依次为AB-BC-CA。各相通电的电压波形如图3.2

所示。

图3.2双三拍工作的电压波形图

(3)三相六拍工作方式

在反响式步进电机限制中，把单三拍和双三拍工作方式结合起来•就产生

了六拍工作方式•其通电依次为A-ABTBTBCTCTCA。各相通电的电压波

形如图3.3所示。

图3.3三相六拍工作的电压波形图

3.7.采纳8255A作为x轴步进电机和y轴步进电机的限制接口，要求

(1)画出接口电路原理图；

(2)分别列出x轴和y轴步进电机在三相单三拍、三相双三拍和三相六拍工作

方式下的输出字表。

电路原理图如图所示

三相单三拍限制方式输出字表

X轴步进电机输出字表JZ轴步进电机输出字表

存储地址标

低八位输出字存储地址标号高八位输出字

号

ADX1OOOOOOO1=O1HADY100000001=01H

ADX20=02HADY20=02H

ADX300000100=04HADY300000100=04H

三相双三拍限制方式输出字表

x轴步进电机输出字表y轴步进电机输出字表

存储地址标

低八位输出字存储地址标号高八位输出字

号

ADX1OOOOOO11=O3HADY100000011=03H

ADX200000110=06HADY200000110=06H

ADX300000101=05HADY300000101=05H

三相六拍限制方式输出字表

X轴步进电机输出字表y轴步进电机输出字表

存储地址标

低八位输出字存储地址标号高八位输出字

号

ADX1OOOOOOO1=O1HADY100000001=01H

ADX200000011=03HADY200000011=03H

ADX300000010=02HADY300000010=02H

ADX400000110=06HADY400000110=06H

ADX500000100=04HADY500000100=04H

ADX600000101=05HADY600000101=05H

2.某系统的连续限制器设计为

试用双线形变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字限制器D(Z)。

解：双线形变换法：把s=2・3代入，则

Tz+1

前向差分法：把2=/代入，则

T

后向差分法：把代入，则

Tz

4.3什么是数字PID位置型限制算法和增量型限制算法？试比拟它们的优缺点。

为了实现微机限制消费过程变量，必需将模拟PID算式离散化，变为数字

PID算式，为此，在采样周期T远小于信号变更周期时，作如下近似(T足够小

时，如下靠近相当精确•被控过程及连续系统非常接近)：

于是有：

u(k)是全量值输出•每次的输出值都及执行机构的位置(如限制阀门的开度)

——对应，所以称之为位置型PID算法。

在这种位置型限制算法中，由于算式中存在累加项，因此输出的限制量u(k)

不仅及本次偏向有关•还及过去历次采样偏向有关，使得u(k)产生大幅度变更，

这样会引起系统冲击•甚至造成事故。所以实际中当执行机构须要的不是限制

量的肯定值，而是其增量时•可以采纳增量型PID算法。当限制系统中的执行

器为步进电机、电动调整阀、多圈电位器等具有保持历史位置的功能的这类装

置时•一般均采纳增量型PID限制算法。

及位置算法相比，增量型PID算法有如下优点：

⑴位置型算式每次输出及整个过去状态有关•计算式中要用到过去偏向的累加

值，简单产生较大的累积计算误差；而在增量型算式中由于消去了积分项，从

而可消退调整器的积分饱和，在精度缺乏时，计算误差对限制量的影响较小，

简单获得较好的限制效果。

⑵为实现手动——自动无扰切换•在切换瞬时，计算机的输出值应设置为原始

阀门开度uo■若采纳增量型算法•其输出对应于阀门位置的变更局部•即算式

中不出现uo项，所以易于实现从手动到自动的无扰动切换。

⑶采纳增量型算法时所用的执行器本身都具有存放作用，所以即使计算机发生

故障，执行器仍能保持在原位•不会对消费造成恶劣影响。

4.4.已知模拟调整器的传递函数为

试写出相应数字限制器的位置型和增量型限制算式，设采样周期T=0.2s。

则U(s)+0.085SU(s)=E(s)+0.17SE(s)

把T=0.2S代入得

位置型MO=3.1579e(^)-2.4561e(k-1)+0.2982u(k-1)

增量型=“伏)_〃仅-1)=3.1579e的一2.4561e(Z-1)-0.701-1)

(补充题)已知模拟调整器的传递函数为

试写出相应数字限制器的位置型PID算法和增量型PID限制算式，设采样周

期T=0.2s。

解：因为Z)(s)=^I^=2(l+—1—)=K,(l+-!-+7»

''0.085s0.17sp*d

所以Kp=2,7；.=0.17,4=0。

故位置型PID限制器

故增量型PID限制器

4.7.简述扩大临界比例度法、扩大响应曲线法整定PID参数的步骤。

扩大临界比例度法整定PID参数的步骤：

Q)选择一个足够短的采样周期T，例如被控过程有纯滞后时，采样周期T取滞

后时间的1/10以下•此时调整器只作纯比例限制，给定值r作阶跃输入。

⑵渐渐加大比例系数Kp-使限制系统出现临界振荡。由临界振荡过程求得相应

的临界振荡周期Ts•并登记此时的比例系数Kp•将其记作临界振荡增益Ks。

此时的比例度为临界比例度•记作瓦='。

⑶选择限制度，所谓限制度是数字调整器和模拟调整器所对应的过渡过程的误

差平方的积分之比。

⑷根据限制度•查表求出T、Kp、Ti和Td值。

⑸根据求得的整定参数，投入系统运行•视察限制效果，再适当调整参数•直

到获得满足的限制效果为止。

扩大响应曲线法整定PID参数的步骤：

⑴断开数字调整器•让系统处于手动操作状态。将被调量调整到给定值旁边并

稳定后•然后突然变更给定值•即给对象输入一个阶跃信号。

(2)用仪表记录被控参数在阶跃输入下的整个变更过程曲线，如图所示。

(3)在曲线最大斜率处作切线，求得滞后时间T、被控对象的时间常数Tc•以及

它们的比值TC/T。

⑷由T、Tc、TC/T值，查表，求出数字限制器的T、Kp、Ti和Td。

4..8.数字限制器的离散化设计步骤是什么？

计算机限制系统框图如图4—1所示。

图4—1计算机限制系统框图

由广义对象的脉冲传递函数可得闭环脉冲传递函数，可求得限制器的脉冲传递

函数D(z)°

数字限制器的干脆设计步骤如下：

⑴根据限制系统的性质指标要求和其它约束条件•确定所需的闭环脉冲传递函

数①⑵。

⑵求广义对象的脉冲传递函数G⑵。

⑶求取数字限制器的脉冲传递函数D⑵。

(4)根据D⑵求取限制算法的递推计算公式。

4.9已知被控对象的传递函数为

采样周期T=O.ls,采纳零阶保持器。要求

(1)针对单位速度输入信号设计最少拍无纹波系统的D(z)，并计算输出响

应y(Q、限制信号”(A)和误差e(口序列，画出它们对时间变更的波形。

(2)针对单位阶跃输入信号设计最少拍有纹波系统的D(z)，并计算输出响

应y(Q'限制信号以口和误差e(Q序列，画出它们对时间变更的波形。

解：广义脉冲传递函数为

最少拍无纹波设计步骤：

1)根据广义对象的传递国数确定参数已知N=2-M=2

N(分母多项式的器次)所以d=0

M(分子多项式的募次)w=l(即分子多项式中的

d=N-M延时(1+0.717z-1))

w在全部零点的总数(不包括无穷远的V=11j=l；

零点)q=2(单位速度输入)

v在z平面的单位圆上或圆外极点的个

数

j在Z平面的单位圆上板点的个数

q(输入类型)

m=vv+J=1

2)确定Fl(z)和F2(z)的帚次m和n

n=v-j+max(j,q)=2

m-w+J

n-v-j+max(J,q)所以：

Z)=1+3+Z-2+…+1

邛力几九厂"F,(z)=l+/11z-

2n2

F2(z)=f2iZ-'+f22Z-+-+f2l,Z-F2(Z)=/21Z-'+/22Z-

3)确定3e(z)①,(z)=什(1—%T)(l—zT)maMM)G(z)

_i=l_

①*z)=l-①(z)=甘(1-a/T)(l-zT)2g)6(z)121

=(l-z-)(l+/IIz-)

_/=1_

=1+5-1)Z-J7nz-2+启z-3

4)确定3(z)①(z)=z"n(l-^.z-')F式z)

_i=\_

①(z)=z"n(jz-i)F2(Z)=(1+0.717ZT)(以z-J力2zW

_/=1_

23

=f^''+J22+0.717/2I)Z--0.717/22Z-

'Z1-2=-/

5)根据关系①,(z)=l-①(z)使等式两边21

.1-2/1I=-(/22+0.717/21)

同器次的系数相等,解出勺■和反中的£=—0.717%

系数。

[Z^-0.59

解得：以=141

If22=-0.83

所以：

121

(De(z)=(l-z-)(l-0.59z-)

①(z)=(1+0.717z-1)(1.41z-1-0.83z-2)

、(1—ZT)(1—0.368ZT)

6）求限制器D（z）n(

0.368z-'(l+0.717z^)

D(z)=———吆2-(1+0.717Z-1)(1.4lz-1-0.83z-2)

G(z)l-O(z)x-------------------------------------------

(1-Z-I)2(1-0.59Z-1)

_(1-0.3682-l)(1.41-0.83z_1)

0.368(1-z-1)(1-0.59z-1)

最少拍无纹波设计步骤：

已知N=2，M=2

1）根据广义对象的传递函数确定参数

所以d=0

N（分母多项式的哥次）

w=l（即分子多项式中的

M（分子多项式的募次）

-1

d=N-M延时(1+0.717z))

V=1-j=l；

w在全部零点的总数（不包括无穷远的

单位阶跃输入）

零点）q=l（

V在z平面的单位圆上或圆外极点的个

数

j在Z平面的单位圆上板点的个数

q（输入类型）

m=w+d=1

2）确定Fl（z）和F2⑵的募次m和n

n=v-j+max(j,q)=1

根=vv+d

n=v-j+max(j,q)所以：

i2m1

Fl(z)=l+filz-+fi2z-+-+flmz-F1(z)=l+/Ilz-

2nl

F2(z^f2]z-'+f22z-+-+f2nz-F2(z)=f2lz-

确定,ma)

3)(De(z)①,(z)=n(l-a,.Z-')(l-z-)^F,(z)

-9_

1=(1-ZT)2(1+/MT)

O£,(z)=l-O(z)=-afz-)(1一zT)”，M")片⑶

①(z)=z-①(1-犷)Z

4)确定(t)(z)F2()

①(Z)=Z-dn(l-A.Z-')1

F2(z)=(1+0.717Z-)/21Z-'

_1=1.,2

=/2|Z-+0.717^|Z-

H解得.[启=042

5）根据据系①《（Z）=1-①（Z）使等式两边R-1=-/2,

[九=0.717%.[%=0.58

同器次的系数相等,解出£1和反中的

所以：

系数。

①,(Z)=(1-ZT)(1+0.42ZT)

a>(z)=0.58z-|(l+0.717z-1)

6）求限制器D（z）D(z)---------：-------------

0.368z-'(l+0.717z-')

10(z)

D(z)0.58ZT(1+0.717ZT)

G(z)l-O(z)

(l-z-l)(l+0.42z_,)

1-0.368Z-1

-l+0.42z-1

最少拍有纹波设计步骤：

已知N=2,M=2

1）根据广义对象的传递函数确定参数

所以d=0

N（分母多项式的鬲次）

u=0（即分子多项式中的

M（分子多项式的鬲次）

（1+0.717z-'））

d=N-M延时

V=1•j=l；

u在z平面的单位圆上或圆外零点的个

q=l（单位速度输入）

数

v在z平面的单位圆上或圆外极点的个

数

j在z平面的单位圆上极点的个数

q(输入类型)

=〃+d=0

2)确定Fl(z)和F2(z)的鬲次m和n

〃=□-/+max(j,q)=1

m=u+d

n=v-j-Vmax(j,q)所以：

耳仁)=1+工厂+九ZU+•••+_/；,r'"E|(z)=]

E(2)=上厂+/222-2+…+后工"B(z)="

3)确定旗e(z)甘(l—6zT)(l—zT)ma"M耳(z)

_/=!_

①/z)=1-①(z)=并(1—qz-i)(l-z-'尸由M)耳(z)=(—T)

3=1_

4)确定Q(z)①(Z)=Z"fid-"'),2(Z)

,/=1_

①(z)=z、n(l-Z>,.z-')8(z)-fz\Z1

_i=l_

5)根据关系①,(Z)=1-①(Z)使等式两边解得:%=1

同器次的系数相等,解出勺■和中的所以：

系数。①e(z)=(l-Z")

①(z)=z-i

…(1-ZT)(1-0.368ZT)、，z-'

6)求限制器D(z)0(z)—j\--x：-

0.368ZT(1+0.717ZT)(1-Z-1)

(l-0.368z-')

-0.368(1+0.717z-1)

4.10被控对象的传递函数为

采样周期T=1S，采纳零阶保持器，针对单位速度输入函数，按以下要求设

计：

(1)最少拍无纹波系统的设计方法，设计①⑶和O(z)；

(2)求出数字限制器输出序列“(幻的递推形式。

解：广义对象的脉冲传递函数

将T=1S代入，有

最少拍无纹波设计步骤：

已知N=2,M=2

1)根据广义对象的传递函数确定参数

所以d=0

N(分母多项式的鬲次)

w=l

M(分子多项式的鬲次)

v=21j=2;

d=N-M延时

q=2(单位阶跃输入)

w在全部零点的总数(不包括无穷远的

零点)

v在z平面的单位圆上或圆外极点的个

数

j在z平面的单位圆上极点的个数

q(输入类型)

"7=vv+d=1

2)确定Fl(z)和F2⑵的器次m和n

H=v-7+max(j,q)=2

m=vv+d

n-v-j+max(J,q)所以：

邛Z)=1+/“zT+几Z-2+…+工,厂"片⑶句+工厂

2n2

F2(Z)=f2lz-'+f22z-+-+f2nZ-F2(z)=f2lz-'+f22z-

3)确定(Pe(z)max(

①,(z)=n(l-a(.z-')(l-Z-')^F,(Z)

_/=1_

①/z)=1-①(z)=[,(1—)(1-zT)2M)

Ft(.,21

=(l-z-)(l+/11z-)

|234

=1+(/I1-2)Z-+(1-2/I1)Z-+/；1Z-

4)确定e(Z)

①(z)=z-"n(l-/>,.z-')F2(Z)

_i=\_

=(l+zT)(3+%Z-2)

①(z)=z-”「[(1-匠)F2(Z)

_i=l_23

-f2tz-'+(f2i+f22)z-+f22z-

5)根据关系①0=1-①(Z)使等式两边6-2=-以

“1-2力］=-(/22+/2?

同器次的系数相等,解出向和反中=~fl2

［九=3/4

的系数。

解得：%=5/4

%=一3/4

所以：

①，(Z)=(1-ZT)2(1+3/4ZT)

a>(z)=(l+z-I)(5/4z-1-3/4z-2)

6)求限制器D(z)

1①(Z)

。⑶(1+ZT)(5/4ZT-3/4Z-2)

G(z)1—①(z)

(1一ZT)2(1+3/4ZT)

10-6zT

4+3z-1

11.被控对象的传递函数为

采样周期T=ls，要求：

(1)采纳Smith补偿限制，求取限制器的输出“(A);

(2)采纳大林算法设计数字限制器。⑶，并求取“⑹的递推形式。

(1)采纳Smith补偿限制

广义对象的传递函数为

其中q=e%=e-',b1=l-e-',L=-=l,T=\S

则34p@l(z-T)

八7£(z)1-0.3679z-1

(2)采纳大林算法设计数字限制器

取T=1S〃=I,K=LTI=LL=T/T=L设期望闭环传递函数的惯性时间常数

To=O.5S

则期望的闭环系统的脉冲传递函数为

广义被控对象的脉冲传递函数为

则

z9(l—

D(z}=____皿盟____=______rz『J

-HG(Z)[1-G(Z)]“GC(Z)[1_Z-12_》Q

CB|l-z-|e-2-z_2(l-e-2)]

(1-z-'e-'

(l-zV'Xl-e-2)

(1-e-1Jl-z-le^-(1-e-2)z~2]又

(l-0.3679z-')(l-0.1353)

飞-0.3679*-0.1353〉-(-0.1353*]

_1.3680-0.5033ZT

-1-O.1353ZT—0.8647Z-2

则(7(z)-0.1353z-'t/(z)-0.8647z-2<7(z)=1.3680f(z)-0.5033z-|E(z)

上式反变换到时域•则可得到

1、一台三相步进电机，设计由单片微机输出口限制步进电机的接口原理框图•

并说明限制步进电机正反转工作原理。

2设A/D转换电路如图1所示，

(1)说明图中A/D转换方式。(3分)

（2）写出图中8255A的地址。（4分）

（3）画出实现该A/D转换的流程图。（5分）

（4）编写完成A/D转换的程序。（8分）

答：（1）图中A/D转换为查询方式（3分）

（2）写出图中8255A的地址。（4分）

G1G2AG2BCBA

P2.7P2.6P2.50P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0

1110110XX

Y6

所以,8255A的地址是:F800H—FB00H（或:F8FFH—6BFFH）

（3）画出实现该A/D转换的流程图如下（5分）

A/D转映程后]

a255初始化

启^tTA/D

读EOC:伏通

•A/D转换程序（8分）

START:MOVA-#82H;8255

初始化2分

MOVDPTR-#OFBOOH

MOVX@DPTR.•A

MOVA，#09H;启动A/D2分

MOVX@DPTR.­