WX05微型计算机控制技术第五章节

5.2.6 各种数字滤波性能的比较 1．滤波效果 一般来说，对于变化比较慢的参数(如温度)，可选用程序判断滤波及一阶滞后滤波方法。对那些变化比较快的脉冲参数(如压力、流量等)，则可选择算术平均和加权平均滤波法。至于要求比较高的系统，可采用多重手段相结合的复合滤波法。 5.2.6 各种数字滤波性能的比较 2．滤波时间 在考虑滤波效果的前提下，应尽量采用执行时间比较短的程序，若计算机计算时间允许，可采用效果更好的复合滤波程序。 注意事项：在实际应用中，究竟采用哪一种数字滤波，都应视具体情况而定。 如果同时采用几种滤波方法，一般先用中位值滤波或限幅滤波，然后再用平均值滤波法。 数字滤波应用得不恰当，非但达不到滤波效果还会降低控制品质。 5.3 标度变换 5.3.1 线性参数的标度变换 为了运算、显示或打印输出，必须把数字量转换成操作人员所熟悉的工程量，即转换为带有原工程量纲的数值。这种转换称为工程量转换，也称为标度变换 5.3 标度变换 设被测参数与A/D转换后的数字量之间呈线性关系，则标度变换公式为： 如果被测参数的起点A0所对应的A/D转换值为0，即 N0=0，则上述标度变换公式可简化为： 非线性标度变换应根据具体情况具体分析，一般采用查表法。 例: 某加热炉温度测量元件的量程为100～500℃，系统的A/D转换器为8位。若某一时刻温度测量元件送出的信号经A/D转换器转换后的数字量为80H，求此时的温度值(设温度测量元件的量程是线性的)。 解：根据式(5-7) ， =100， =500， =00H， =FFH=255, =80H=128 所以, 此时的温度为 5.4 插值算法 5.4.1 线性插值算法 在进行控制系统设计时，总希望输出和输入呈简单的线性关系。 在实际工程中，测量信号和被测物理量之间经常存在非线性关系。如温度测量中热电偶的输出和温度的关系即为非线性。 在计算机控制系统中，需要通过数据处理程序将非线性关系变化为线性关系。 对于可以用解析式明确表达的非线性函数关系，可借助高级语言程序完成线性化处理。 或用高级语言完成离线计算，将结果存在数据表中，通过查表的方式完成线性化处理。 本节主要讲线性插值原理进行线性化处理。 线性插值原理 某传感器的输入输出特性如下图： 将该非线性关系的曲线按一定要求分成若干段，然后把相邻分段点用直线连接起来。用直线代替相应曲线。由此可求出输入 x 相对应的输出 y 设x在[x0，x1]区间内，则对应的逼近式为： 类似可得在x [xi，xi+1]区间内，则对应的逼近式为： 5.4.2 二次抛物线插值算法 二次抛物线插值法 x x2 x1 x0 y C B A 二次抛物线插值法的原理是，通过曲线上的三个已知点作一条抛物线，用此抛物线代替该段的曲线。如图所示，有一函数y=f(x)，用抛物线来逼近它. 5.4.2 二次抛物线插值算法 二次抛物线插值法 x x2 x1 x0 y C B A 其一般形式为： y=k0+k1x+k2x2 式中，k0、k1、k2为待定系数，由曲线y=f(x)的三个点A、B、C联立方程组求得。 已知点A(x0, y0)、B(x1, y1)、C(x2, y2)的数值，求出k0、k1、k2，然后根据测量值x用公式求出相应的y值。 5.5 查表 顺序查表法 顺序查表法是针对无序排列表格的一种方法。因为无序表格中所有各项的排列均无一定的规律。所以，只能按照顺序从第一项开始逐项寻找，直到找到所要查找的关键字为止。在程序设计时，已知条件应该是表格的长度及表的起始地址，在查找过程中应该不断的进行地址修改和计数，直到找到关键字。若表中无此关键字，需要给出提示。 在控制系统中，如果已经建立了表格，其地址是按一定规律排列的，而且要查找的内容与表格有一定关系时，则可通过简单的计算，找出所需的地址，然后从相应的内存单元中取出结果，这种方法就是计算查表法。 计算查表法 对分查表法 当需要查找表中的数据元素有序(假设递增有序)，则在查找时可不必逐个比较，而采用跳跃式的方式，即先与“中间”位置的数据元素比较，若相等，则查找成功；若给定值大于“中间位置”的数据元素，则在查找表的后半部分继续进行二分查找，否则在前半部分进行二分查找。 5.6 电机控制程序设计 5.6.1 步进电机控制程序设计 5.6.2 直流电机控制程序设计 5.7 报警程序设计 报警处理程序一般都需要根据系统的要求编写，如有的报警系统要求能够发出声光报警信号、记录报警时间和报警参数或进行自动处理等。虽然不同系统的报警处理程序