計算機控制系統(tǒng)的工作原理

1.計算機掌握系統(tǒng)的工作原理1｝。實時數據采集：對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進行檢測和輸入2｝。實施掌握決策：對采集到的被控量進行分析和處理并按已定的掌握規(guī)律打算將要采取的掌握行為。3｝實時掌握輸入：依據掌握決策，實時的對執(zhí)行機構發(fā)出掌握信號，完成掌握任務（有圖）2.在線方式和離線方式在計算機掌握系統(tǒng)中，生產過程和計算機直接連接，并受計算機掌握的方式稱為在線方式或聯(lián)機方式;生產過程不和計算機相連，且不受計算機掌握，而是靠人進行聯(lián)系并做相應操作的方式稱為離線方式或脫機方式3實時的含義：所謂實時，是指信號的輸入，計算和輸出都要在肯定的時間范圍內完成二、RS-232/RS-422/RS-485串行通信總線串行數據傳輸的線路通常有兩種方式：平衡和不平衡傳輸方式.不平衡方式是單線傳輸線號，已地線作為信號回路，接收器是用單線輸入信號的.平衡方式是用雙絞線傳輸信號，信號在雙絞線中自成回路不通過地線。接收器是雙端差動方式輸入信號的。.在不平衡方式中，信號線上所感應到的干擾和地線的干擾將迭加后影響輸入信號;而在平衡方式中，雙絞線上所感應的干擾相互抵消，地線上的干擾又不影響接收端。因此平衡傳輸方式在干擾方面有較良好的性能，并核實較遠距離的數據傳輸。（RS-232C所采納的電路是單端驅動單端接收電路缺點：它不能區(qū)分由驅動電路產生的有用信號和外部引入的干擾信號）（RS-485/RS422A都是采納平衡差動分電路RS-485為半雙工工作方式工作方式）三.采樣保持器.孔徑時間和孔徑誤差的消退在模擬量輸入通道中，A/D轉換器將模擬信號轉換成數字量總需要肯定的時間，完成一次A/D轉換所需的時間稱為孔徑時間。.采樣保持原理A/D轉換過程（即采樣信號的量化過程）所需要的時間,這個時間稱為A/D轉換時間。在A/D轉換期間，假如輸入信號變化較大,就會引起轉換誤差。所以一般狀況下采樣信號都不直接送至A/D轉換器轉換，還需加保持器作信號保持保持器把t=kT時刻的采樣值保持到A/D轉換結束。T為為采樣周期，k=O,l,2.。。。為采樣序號。（有圖）四.串模干擾及其抑制方法.串模干擾所謂串模干擾是指疊加在被測信號上的干擾噪聲，這里的被測信號是指有用的直流信號或緩慢變化的交變信號，而干擾噪聲是指無用的變化較快的雜亂交變信號。船模干擾和被測信號在回路中所處的位是相同的，總是已兩者之和作為輸入信號。串模干擾又稱常態(tài)干擾.串模干擾的抑制方法串模干擾的抑制方法應從干擾信號的特性和來源入手，分不同狀況實行相應的措施。）假如串模干擾頻率比被測信號頻率高，則采納輸入低通濾波器來抑制高頻率串模干擾2）當尖峰型串模干擾成為主要干擾源時，采納積分式A/D轉換器可以消弱串模干擾的影響（由于此類轉換器對輸入信號的平均值而不是瞬時值進行轉換所以對尖峰干擾具有抑制力量.）3）對串模告饒主要來自電磁感應的狀況下，對被測信號應盡可能早地進行前置放大，從而達到提高回路中的信號噪聲比的目的：或盡可能早的完成模/數轉換或實行隔離和屏蔽措施。4）從選擇規(guī)律器件入手，采用規(guī)律器件的特性來抑制串模干擾5）采納雙絞線作信號引線2.共模干擾及其抑制方法1）共模干擾所謂共模干擾是指模/數轉換器兩個輸入端上公有的干擾電壓，這種干擾可能是直流電壓，也可以是溝通電壓，其幅值可達到幾伏甚至更高，取決于現(xiàn)場產生干擾的環(huán)境和計算機等設施的接地狀況。共模干擾也稱為共態(tài)干擾。)共模干擾抑制的方法：1.變壓器隔離2.光電隔離3.浮地屏蔽.接地技術地線系統(tǒng)分析在計算機掌握系統(tǒng)中，一般有以下幾種地線：模擬地數字地平安地系統(tǒng)地溝通地.步進電動機的工作方式：1)步進電動機單三拍工作方式(A-B-C-At……)2)步進電動機的雙三拍工作方式(AB-BC-CA-ABt......)3)步進電動機的三相六拍工作方式(A-AB-B-BC-CtCA-A……)(有圖).模擬PID掌握器比例掌握能快速反應誤差，從而減小誤差，但比例掌握不能消退穩(wěn)態(tài)誤差，Kp的加大，會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定；積分掌握的作用是：只要系統(tǒng)存在誤差，積分掌握作用就不斷地積累,輸出掌握量以消退誤差，因而，只要有足夠時間，積分掌握將能完全消退誤差,積分作用太強會使系統(tǒng)超調加大，甚至使系統(tǒng)消失震蕩；微分掌握可以減小超調量,客服震蕩是系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時加快系統(tǒng)的動態(tài)響應速度，減小調整時間嗎，從而改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。.增量式算法與位置式算法相比，具有以下優(yōu)點：1)增量算法不需要做累加，掌握量增加的確定僅與最近幾次誤差采樣值有關，計算誤差或計算精度問題，對掌握量的計算影響較小，而位置算法要用到過去的誤差的累加值，簡單產生大的累加誤差2)增量式算法得出的是掌握量的增量，例如閥門掌握中，只輸出閥門開度的變化部分，誤動作影響小，必要時通過規(guī)律推斷限制或禁止本次輸出，不會嚴峻影響系統(tǒng)的工作。而位置算法的輸出是掌握量的平安輸出，誤動影響大。3)采納增量算法，易于實現(xiàn)手動到自動的沖擊切換.積分分別在一般的PID掌握中，當有較大的擾動或大幅度轉變給定值時，由于此時有較大的偏差，以及系統(tǒng)有慣性和滯后，故在積分項的作用下，往往會產生較大的超調和長時間的波動。特殊對于溫度，成分等變化緩慢的過程，這一現(xiàn)象更為嚴峻。為此可采納積分分流措施,即偏差e(k)較大時，取消積分作用：當偏差e(k)較小時才將積分投入。亦即當|e(k)|>p時，采納PD掌握;當|e(k)|鄒時采納pi