測(cè)控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)重點(diǎn)題型(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1、微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)分拿幾類？微機(jī)化檢測(cè)系統(tǒng)、微機(jī)化控制系統(tǒng)、微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)2、模擬量輸入通道由那幾部分組成？以及各部分的作用？傳感器：將非電量轉(zhuǎn)換為電量調(diào)理電路:放大、濾波采集電路：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)3、模擬量輸出通道由哪幾部分組成？輸出數(shù)據(jù)寄存器、D/A轉(zhuǎn)換器、調(diào)理電路（模擬顯示器、模擬記錄器、模擬執(zhí)行機(jī)構(gòu)）4、前置放大器：判斷信號(hào)大小準(zhǔn)則？所放位置前后的判斷？放大倍數(shù)如何確定?判斷信號(hào)大小準(zhǔn)則輸出噪聲: 電路在沒有信號(hào)輸入時(shí)，輸出端輸出一定幅度的波動(dòng)電壓.等效輸入噪聲: 把電路輸出端測(cè)得的噪聲有效值VON折算到該電路的輸入端判斷依據(jù)：是否被淹沒？如果加在某電

2、路輸入端的信號(hào)幅度小到比該電路的等效輸入噪聲還要低. 前置放大器的作用: 總輸出噪聲:總的等效增效輸入噪聲:為使：須滿足以下條件：位置上，在濾波器的前面 OR 后面在測(cè)控領(lǐng)域，被測(cè)信號(hào)的頻率通常比較低，濾波器大多采用RC有源濾波器。由于電阻元件是電路噪聲的主要根源，因此RC濾波器產(chǎn)生的電路噪聲比較大。如果把放大器放在濾波器后面，濾波器的噪聲將會(huì)被放大器放大，使電路輸出信噪比降低。濾波器 1、 隔直電容的作用使調(diào)理電路的零漂電壓不會(huì)隨被測(cè)信號(hào)一起送到采集電路。2、 高通濾波器濾除低頻干擾 3、 陷波器抑制交流電干擾。4、 低通濾波器濾除高頻干擾， “去混淆”5、采集電路的四種方案？PGA SH的

3、作用？采集電路的設(shè)計(jì)（實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的電路、AD芯片的選擇是核心）測(cè)模擬信號(hào)恒定或變化緩慢的場(chǎng)合被測(cè)模擬信號(hào)隨時(shí)間變化的場(chǎng)合6、前置與主放大器的區(qū)別以及適用情況？主放大器為了避免弱信號(hào)采樣電壓在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)達(dá)不到要求的轉(zhuǎn)換精度，將MUX輸出的子樣電壓放大到接近A/D滿量程，使數(shù)字轉(zhuǎn)換精度提高K倍。7、DA+保持器（數(shù)據(jù)保持器及模擬保持器的機(jī)構(gòu)與優(yōu)缺點(diǎn)）？數(shù)據(jù)保持器：數(shù)據(jù)完好、成本高 數(shù)據(jù)誤差、成本低8、開關(guān)量輸入輸出通道。技術(shù)指標(biāo)：抗干擾、可靠性輸入開關(guān)量輸出通道結(jié)構(gòu)9、單元電路級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)：電器匹配方案（3種）、信號(hào)耦合方式？步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電器匹配方案：電氣性能的相互匹配、信號(hào)耦合

4、與時(shí)序邏輯、電平轉(zhuǎn)換接口信號(hào)耦合方式：1、直接耦合方式前后級(jí)電路間直接或通過電阻連接。特點(diǎn)：前級(jí)的直流成分和交變信號(hào)都傳到后級(jí)。不處理。2、阻容耦合方式前后級(jí)電路間通過電容連接， 特點(diǎn)：前級(jí)的直流成分被隔斷，僅交變信號(hào)傳到后級(jí)。“隔直傳變”10、主機(jī)電路組合方式：內(nèi)插式外接式組合式11、CPU的讀取方式：定時(shí)、中斷、查詢12、接口電路：3-2-1:3-2-213、AD計(jì)算（P20）14、DA接口15、單緩沖、雙緩沖方式適用情況？分析（片地址、模塊功能、工作方式）適用情況：是否需要同步輸出單緩沖：分時(shí)鎖存并轉(zhuǎn)換雙緩沖：先分時(shí)鎖存，后同時(shí)轉(zhuǎn)換接線的區(qū)別：(P2.70地址碼7FFH)(P2.60地址

5、碼BFFH)(P2.50地址碼DFFH)16、人機(jī)接口程序（4例題）+系統(tǒng)設(shè)計(jì)題設(shè)計(jì)舉例1設(shè)計(jì)8只獨(dú)立式按鍵的鍵盤接口電路并編制相關(guān)程序。主機(jī)采用8031單片機(jī)，用8155擴(kuò)展I/O接口，并用中斷方式處理8只按鍵。采用軟件消抖方式消除鍵抖動(dòng)。采用中斷工作方式，即只有當(dāng)鍵盤中有鍵被按下時(shí)，才執(zhí)行掃描工作。下圖為采用中斷方式處理只按鍵的接口電路圖當(dāng)無鍵按下時(shí)，條測(cè)試線均為高電平，經(jīng)與非門及反相器后仍為高電平，不會(huì)產(chǎn)生中斷。當(dāng)其中任一鍵按下時(shí)，INT0變?yōu)榈碗娖?，?031申請(qǐng)中斷。8031響應(yīng)后便進(jìn)入中斷服務(wù)程序， 然后用掃描方法尋找到申請(qǐng)中斷的功能鍵并執(zhí)行相應(yīng)功能處理程序設(shè)計(jì)舉例2設(shè)計(jì)32鍵矩陣

6、式鍵盤與單片機(jī)接口電路并編制相關(guān)程序。主機(jī)采用8031，用8155擴(kuò)展I/O端口，并采用編程掃描工作方式的行掃描法來識(shí)別鍵值。1.行掃描法該圖為48矩陣鍵盤與單片機(jī)接口電路。8155的端口C 工作于輸出方式，用于行掃描。端口A工作于輸入方式，用來讀入列值。由圖可知，8155的命令/ 狀態(tài)寄存器、端口A、端口B和端口C的地址分別為0100H、0101H、0102H和0103H。采用編程掃描工作方式的行掃描法步驟如下：(1) 判是否有鍵按下。實(shí)現(xiàn)方法：使端口 C所有的行輸出均為低電平，然后從端口A讀入列值。如果沒有鍵按下，讀入值應(yīng)為FFH，如果有鍵按下，則不為FFH。(2) 若有鍵按下，則延時(shí)10

7、ms，再判斷是否確實(shí)有鍵按下。(3) 若確實(shí)有鍵按下，則求出按下鍵的鍵值。其實(shí)現(xiàn)方法是對(duì)鍵盤進(jìn)行逐行掃描。即先令PC0為0，讀入列值，若列值等于FFH，說明該行無鍵按下，再令PC1為0，對(duì)下一行進(jìn)行掃描；若列值不等于FFH，說明該行有鍵按下，求出其鍵值。求鍵值時(shí)要設(shè)置行值寄存器和列值寄存器。每掃完一行，若無鍵按下，則行值寄存器加上08H；若有鍵按下，行值寄存器保持原值，轉(zhuǎn)而求相應(yīng)的列值。求列值的方法是，將列值右移，每移位一次列值寄存器加1，直至移出位為低電平為止。最后將行值和列值相加即得鍵值。若需要十進(jìn)制鍵值，可進(jìn)行DAA修正。(4) 為保證按鍵每閉合一次CPU只做一次處理，程序需等閉合的鍵釋

8、放后再對(duì)其做處理設(shè)計(jì)舉例3設(shè)計(jì)LED靜態(tài)顯示接口電路及顯示程序。要求顯示器接口電路完成一位極性和3位十進(jìn)制數(shù)字的顯示，并根據(jù)小數(shù)點(diǎn)狀態(tài)信息點(diǎn)亮相應(yīng)位的小數(shù)點(diǎn)。主機(jī)采用8031，并用74LS244為總線驅(qū)動(dòng)器，74LS273作為鎖存器，74LS138作為地址譯碼設(shè)8031片內(nèi)RAM的30H至34H為顯示緩沖區(qū)，共五個(gè)單元。30H單元是小數(shù)點(diǎn)狀態(tài)信息存儲(chǔ)單元，低4位每一位分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)位顯示器的小數(shù)點(diǎn)，如果為1點(diǎn)亮該點(diǎn)小數(shù)點(diǎn)。31H單元存放極性碼，0A表示正，0B表示負(fù)，其對(duì)應(yīng)的段碼位FFH（顯示空白）和BFH（顯示“-“）存放于表中SEG+10和SEG+11單元中。32H至34H順序存放從高位到低

9、位被顯示的3位十進(jìn)制數(shù)字。設(shè)計(jì)舉例4設(shè)計(jì)LED動(dòng)態(tài)掃描顯示接口電路及顯示程序。主機(jī)采用8031,8155作為接口芯片，6位LED顯示，顯示緩沖區(qū)為30H35H,利用軟件譯碼的方法求出待顯示數(shù)對(duì)應(yīng)的段碼，各位從左到右依次進(jìn)行顯示，每位數(shù)碼管顯示35ms，顯示完一位后，再重復(fù)上述過程，得到連續(xù)的顯示效果5、 模擬量輸入通道設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的幾個(gè)要求：1、能夠采集8個(gè)模擬量，即有8個(gè)輸入通道2、系統(tǒng)的分辨率為12位，即要求12位A/D轉(zhuǎn)換3、單極性工作方式，電壓范圍010V4、轉(zhuǎn)換速度25s5、系統(tǒng)采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入8通道模擬量輸入電路原理圖17、測(cè)量數(shù)據(jù)處理包括哪些？零位和靈敏度的誤差校正

10、；量程自動(dòng)切換；超限自動(dòng)報(bào)警；標(biāo)度變換；非線性校正算法；數(shù)字濾波18、靈敏度誤差、零位誤差？“零位誤差”x0輸入y為零時(shí)的輸出；“靈敏度誤差”指實(shí)際靈敏度k與標(biāo)稱靈敏度k0的偏差19、軟件校正方法？20、量程自動(dòng)切換（為什么、實(shí)現(xiàn)）原因1、使測(cè)量過程自動(dòng)迅速地選擇在最佳量程上；2、既能防止數(shù)據(jù)溢出和系統(tǒng)過載，又能保證一定的測(cè)量精度。實(shí)現(xiàn)：21、標(biāo)度變換（為什么）；軟件實(shí)現(xiàn)方法計(jì)算題原因：為能從顯示器上直接讀取帶有被測(cè)量量綱的數(shù)值所進(jìn)行必要的變換計(jì)算題：某微機(jī)化溫度測(cè)量?jī)x表的量程為100900，利用單片機(jī)803l和ADC0809進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。在某一時(shí)刻計(jì)算機(jī)采樣并經(jīng)過數(shù)字濾波后的數(shù)字量為CDH，

11、求此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度值是多少?(設(shè)儀表的量程是線性的)22、數(shù)字濾波類型（3種）？以及原理？1、限幅濾波：比較本次采樣值和上一次采樣值，如果它們的差值未超過允許的最大偏差值，則認(rèn)為本次采樣值有效而保留。如果它們的差值超過允許的最大偏差值，則認(rèn)為本次采樣值無效而用上一次采樣值替代2、中位值濾波：對(duì)某一被測(cè)參數(shù)連續(xù)采樣n次(一般n取奇數(shù))，然后把n次采樣值按大小排列，取中間值為本次采樣值。3、平均濾波（去極值平均濾波）：連續(xù)采樣N次，去掉一個(gè)最大值，去掉一個(gè)最小值，再求余下N-2個(gè)采樣值的平均值23、什么叫PID？比例積分微分調(diào)節(jié)24、位置式與增量式公式以及優(yōu)缺點(diǎn)？計(jì)算題位置式：增量式：優(yōu)缺點(diǎn)：位置式

12、1、積分項(xiàng)（計(jì)算繁瑣，占內(nèi)存太多。）2、其輸出與閥位一一對(duì)應(yīng)，故稱：位置式（能準(zhǔn)確定位，但誤動(dòng)作危害大）3、每次輸出需要計(jì)算閥的絕對(duì)位置增量式1、 每次都在上一閥位計(jì)算增量，故稱：增量式。2、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需空間少（保存3個(gè)采樣值）3、 誤動(dòng)作危害少。不易引起積分飽和。手/自動(dòng)切換方便。計(jì)算題5-1 設(shè)有一溫度控制系統(tǒng)，溫度測(cè)量范圍是0-600.溫度采用PID控制，控制指標(biāo)4502已知比例系數(shù)Kp=4，積分時(shí)間Ti=60s,微分時(shí)間TD=5S,采樣周期T=5s,當(dāng)測(cè)量值c（n）=448C(n-1)=449,c(n-2)=452時(shí)，計(jì)算增量輸出u(n).若u(n-1)=1860,計(jì)算u(n)?，2

13、5、不完全PID改進(jìn)（不完全微分法、抗飽和積分法）計(jì)算題（舉例）某溫度控制系統(tǒng)，溫度量程為0至1275，A/D轉(zhuǎn)換為8位，并采用8位字長(zhǎng)定點(diǎn)運(yùn)算。設(shè)KP=1,T=1S,TI=10s,e(k)=5026、無擾動(dòng)切換？如何對(duì)位平衡操作？1、無平衡無擾切換的要求：在進(jìn)行手動(dòng)到自動(dòng)或自動(dòng)到手動(dòng)的切換之前，無須由人工進(jìn)行手動(dòng)輸出控制信號(hào)與自動(dòng)輸出控制信號(hào)之間的對(duì)位平衡操作，就可以保證切換時(shí)不會(huì)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有位置產(chǎn)生擾動(dòng)。2、無平衡無擾切換的措施：在手動(dòng)(SM或HM)狀態(tài)下，應(yīng)使給定值(CSV)跟蹤被控量(CPV)，同時(shí)也要把歷史數(shù)據(jù)，如e(n-1)和e(n-2)清零，還要使u(n-1)跟蹤手動(dòng)控制量(MV或VM)。從輸出保持狀態(tài)或安全輸出狀態(tài)切向正常的自動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)，可采取類似的措施。27、自檢方式？自檢算法？自檢方式：開機(jī)自檢、周期性自檢、鍵盤自檢自檢算法：ROM或EPROM自檢、