微型计算机控制技术期末复习

1.计算机控制系统：就是利用计算机(通常称为工业控制计算机，简称工业控制机)来实现生产过程自动控制的系统。

2.计算机控制系统的工作原理：

①实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。

②实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。

③实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

3.计算机控制系统由计算机(工业控制机)和生产过程两大部分组成。

4.在线方式和离线方式

在线方式(on-line): 生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式。

离线方式(off-line): 生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。

5.实时的含义

实时(real-time)：指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。而且这个时间范围的大小跟被控对象联系非常的紧密！不同的被控对象，对时间范围的要求不同。

6.逐点比较法插补: 每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，看这点在给定轨迹的上方或下方，或是给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向。比较一次，决定下一步走向，以便逼近给定轨迹，即形成逐点比较插补。

7.直线插补计算过程：①偏差判别②坐标进给③偏差计算④终点判断

9.凑试法确定PID 参数整定步骤：

(1)首先只整定比例部分。比例系数由小变大，观察相应的系统响应，直到得到反应快，超调小的响应曲线。系统无静差或静差已小到允许范围内，并且响应效果良好，那么只须用比例调节器即可，最优比例系数可由此确定。

(2)若静差不能满足设计要求，则须加入积分环节。整定时首先置积分时间TI 为一较大值，并将经第一步整定得到的比例系数略为缩小(如缩小为原值的0．8倍)，然后减小积分时间，使在保持系统良好动态性能的情况下，静差得到消除。在此过程中，可根据响应曲线的好坏反复改变比例系数与积分时间，以期得到满意的控制过程与整定参数。

(3)若使用比例积分调节器消除了静差，但动态过程经反复调整仍不能满意，则可加入微分环节，构成比例积分微分调节器。在整定时，可先置微分时间TD 为零。在第二步整定的基础上，增大TD ，同时相应地改变比例系数和积分时间，逐步凑试，以获得满意的调节效果和控制参数。

10.扩充临界比例度法确定PID 参数整定步骤：

①选择一个足够短的采样周期，具体地说就是选择采样周期为被控对象纯滞后时间的十分之一以下。

②用选定的采样周期使系统工作。这时，数字控制器去掉积分作用和微分作用，只保留比例作用。然后逐渐减小比例度δ（δ=1/K P )，直到系统发生持续等幅振荡。记下使系统发生振荡的临界比例度δk 及系统的临界振荡周期T k 。

③选择控制度。

模拟

控制度⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=

⎰⎰∞∞0202)()(dt t e dt t e D D C

④根据选定的控制度，求得T 、K P 、T I 、T D 的值

11.扩充响应曲线法确定PID 参数整定步骤：

①数字控制器不接入控制系统，让系统处于手动操作状态下，将被调量调节到给定值附近，并使之稳定下来。然后突然改变给定值，给对象一个阶跃输入信号。

②用记录仪表记录被调量在阶跃输入下的整个变化过程曲线，此时近似为一个一阶惯性加纯滞后环节的响应曲线。

③在曲线最大斜率处作切线，求得滞后时间τ，被控对象时间常数T τ以及它们的比值T τ／T ，即可得数字控制器的KP 、TI 、TD 及采样周期T 。

12.MAX1232的主要功能

(1)电源监控

13.直线插补计算的程序流程

14.写出图示接口电路端口地址，编写输入输出程序

Seg7 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H

DB 7FH,67H,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H

……

LEA BX, Seg7 ；取7段码表基地址

MOV AH, 0

GO: MOV DX, 0F2H ；开关接口的地址为F2H

IN AL, DX ；读入开关状态

AND AL, 0FH ；保留低4位

MOV SI, AX ；作为7段码表的表内位移量

MOV AL, ［BX+SI］；取7段码

MOV DX, 0F0H ；7段数码管接口的地址为F0H

15.设加工第一象限直线OA，起点为O(0，0)，终点坐标为A(6，4)，试进行插补计算并作出走步轨迹图。

解：坐标进给的总步数N xy=|6-0|+|4-0|=10, x e=6,y e=4, F0=0, xoy=1.

轨迹如图：

16.若加工第一象限直线OA，起点O（0，0），终点A（11，7）。要求：

(1)按逐点比较法插补进行列表计算；

(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=11,Ye=7，F0=0，我们设置一个总的计数器Nxy,其初值应为Nxy=|7-0|+|11-0|=18，

17.设加工第一象限逆圆弧AB，已知起点的坐标为A(4，0)，终点的坐标为B(0，4)，试进行插补计算并作出走步轨迹图。

解：

18.

20.ADC0809的工作过程

启动

地址

锁存

ADDA ADDC

ALE/START

EOC

OE

D0 D7

～ ～

根据时序图，ADC0809的工作过程如下：

①把通道地址送到ADDA ～ADDC 上，选择一个模拟输入端；

②在通道地址信号有效期间，ALE 上的上升沿使该地址锁存到内部地址锁存器；

③START 引脚上的下降沿启动A/D 变换； ④变换开始后，EOC 引脚呈现低电平， EOC 重新变为高电平时表示转换结束； ⑤OE 信号打开输出锁存器的三态门送出结果 。

21.某炉温度变化范围为0~1500℃，要求分辨率为2℃，温度变送器的输出范围为1-5V 。若A/D 转换器的输入范围是0-5V ，求A/D 转换器的字长应为多少位？若A/D 转换器的字长不变，现通过变送器零点迁移将信号零点迁移到100℃，此时系统对炉温变化的分辨率为多少？ 解：

变送器输出1~5V ，A/D 输入0~5V ，器件可正常工作，那么，要求最低可分辨2℃，温度变化范围在0~1500℃，分辨率为750，那至少得10位（2∧10=1024＞750，2∧9=512＜750）A/D 字长才行。 迁移后的分析：迁移后零点温度表示100℃，那么范围为100~1500℃，依然需要10位A/D 字长才行。