微型计算机控制技术总复习ppt课件.ppt

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1、总复习试题一、简答题（6分*8）二、计算题（52分）第一章计算机控制系统概述一、典型的按偏差进行控制的计算机控制系统结构图：第一章计算机控制系统概述二、几个常用术语◆在线（Online）：计算机控制系统与生产设备直接相连◆离线（Offline）：计算机控制系统与生产设备断开◆实时（Realtime）：计算机输入、输出和计算都在规定时间内完成◆在线与实时的关系—一个在线系统不一定是实时系统—一个实时系统必定是在线系统三、计算机控制系统的组成四、计算机控制系统的典型形式1）数据采集和监视系统：计算机不直接参与控制过程2）直接数字控制（

2、DirectDigitalControl,DDC）—计算机参与闭环控制过程3）监督控制系统（SupervisoryComputerControl,SCC）—给定值控制，效果取决于数学模型的精度—两种不同的结构：•SCC＋模拟调节器•SCC＋DDC4）分布式控制系统（DistributedControlSystem,DCS）—分散控制，集中管理5）现场总线控制系统第三章过程通道和数据采集系统第三章过程通道和数据采集系统一、过程通道的组成和功能数字量输入（DI）通道：把从控制对象检测得到的数字码、开关量、脉冲量或中断请求信号经过输入缓

3、冲器在接口的控制下送给计算机(检测通道)数字量输出（DO）通道：把从计算机输出的数字信号通过接口输出数字信号、脉冲信号或开关信号(控制通道,电磁阀)模拟量输入（AI）通道：把从控制对象检测得到的时间连续模拟信号（如温度,压力,流量,液位等）(1-10V,4-20mA)变换成二进制的数字信号，然后经接口送入到计算机(检测通道)模拟量输出（AO）通道：把从计算机输出的数字信号通过接口由它变换成相应的模拟量信号输出给控制对象(控制通道,连续调节阀)计算机控制系统，就必须首先解决模拟量和数字量之间的转换问题。转换过程大体上要解决如下3

4、个问题：◆信号的采样把时间连续的信号转换为一连串时间不连续的脉冲信号。◆量化采样信号经过整量化成为数字信号的过程称为整量化过程◆编码把量化信号转换为二进制代码的过程称为编码模拟量输入通道的一般组成一般由信号处理、多路转换器、放大器、采样/保持器和A/D转换器组成采样/保持器作用：在采样时，其输出能够跟随输入变化；而在保持状态时，能使输出值不变。D/A转换器是一种能把数字量转换成模拟量的电子器件A/D转换器则相反，它能把模拟量转换成相应的数字量。D/A转换器的原理◆转换原理可以归纳为“按权展开，然后相加”。因此，D/A转换器内部必须

5、要有一个解码网络，以实现按权值分别进行D/A转换。◆4位权电阻网络D/A转换器原理图D/A与A/D转换技术-A/D转换常用A/D转换方式：◆逐次逼近式：转换时间短，抗扰性差（电压比较）ADC0809（8位），AD574（12位）◆双斜率积分式：转换时间长，抗扰性好（积分）MC14433（11位），ICL7135（14位）◆计数－比较式：转换速度慢，抗扰性差，较少采用3D/A与A/D转换技术（12）•逐次逼近式A/D转换原理图工作过程：逐次把设定在SAR中的数字量所对应的D/A转换器输出的电压，与要被转换的模拟电压进行比较，比较时从

6、SAR中的最高位开始，逐次确定各数码位是“1”还是“0”，最后，SAR中的内容就是与输入的模拟电压对应的二进制数字代码A/D转换器的主要技术指标◆分辨率—能对转换结果发生影响的最小输入量，通常用数字量的位数来表示(如:8位或1/2^8,LSB)—分辨率越高，转换时对输入模拟信号的变化反应就越灵敏◆精度—转换后所得结果相对于实际值的准确度—有绝对精度和相对精度之分—常用数字量的位数作为度量绝对精度的单位，—用百分比表示相对精度◆典型的结构方案：（1）单通道结构—采集现场单一信号，只需考虑是否要对信号进行滤波、变换，是否要进行前置放大

7、，是否要用采样保持器等—选择分辨率满足要求的A/D转换器来实现（2）多通道结构：—采用单通道结构方案，各个模拟信号分别转换，然后把各通路A/D转换器的输出直接挂在微处理器的总线上，再用译码器进行选择，实现多路转换—对采样保持器的输入进行多路转换，共用采样保持器和A/D转换器，各模拟信号可以分别进行信号处理—对放大器的输入进行多路转换，各通路共用放大器、采样保持器和A/D转换器模拟量输出通道◆因为DAC0832是电流输出型D/A转换芯片，为了取得电压输出，需在电流输出端接运算放大器，Rf为运算放大器的反馈电阻端。运算放大器的接法如下

8、图所示：模拟量输出通道◆单极性输出方式模拟量输出通道◆双极性输出方式◆按干扰的作用方式不同，可以分为常态和共态干扰两种常态干扰：叠加在被测信号上的干扰噪声，又称为串模干扰共态干扰：A/D转换器两个输入端上公有的干扰电压，又称为共模干扰第四章顺序控制