計(jì)算機(jī)測控技術(shù)復(fù)習(xí)課課件

計(jì)算機(jī)測控技術(shù)復(fù)習(xí)課2009.6計(jì)算機(jī)測控技術(shù)緒論今模擬量輸入/輸出數(shù)字量輸入/輸出測控人機(jī)接口令測控通訊接口測量信號處理PD控制算法令抗干擾設(shè)計(jì)緒論4什么是計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)?計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心、測控體化的系統(tǒng),這種系統(tǒng)對被測對象的控制是依據(jù)對被測對象的測量結(jié)果決定的令計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)的基本組成測控計(jì)算機(jī)、測控通道(模擬量輸入/輸出通道、數(shù)字量輸入/輸出通道)、外部設(shè)備(人機(jī)接口設(shè)備、打印機(jī)、通信設(shè)備….)、測量與執(zhí)行機(jī)構(gòu)。測控計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)的主要功能外部設(shè)備輸入輸出通道生產(chǎn)過程裝置多路開關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)的工作步驟可以歸納為三步(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集:通過測量變送裝置完成被控量的瞬時(shí)值的檢測和輸入。(2)實(shí)時(shí)控制決策:對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,按預(yù)定的控制策略決定采取何種控制行為3)實(shí)時(shí)控制輸出:根據(jù)控制決策,向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出實(shí)時(shí)控制信號,完成系統(tǒng)控制任務(wù)。實(shí)時(shí)的含義是指信號的輸入、計(jì)算和輸出都要在一定的時(shí)間間隔內(nèi)完成。模擬量輸入/輸出通道傳感器調(diào)理電路采集電路十至測控計(jì)算機(jī)模擬量輸入通道顯示器寄存器D/A轉(zhuǎn)換調(diào)理電路記錄器模擬量輸出通道執(zhí)行機(jī)構(gòu)模擬量輸入通道小調(diào)理電路將傳感器輸出信號變換為適合采集系統(tǒng)輸入的信號,這樣的功能電路稱為調(diào)理電路。包括:信號放大、濾波、零點(diǎn)校正、線性化處理、溫度補(bǔ)償、誤差校正和量程切換等功能電路都可統(tǒng)稱為信號調(diào)理(SignalConditioning)傳感器信號—前置放大濾波電路至采集電路問題:放大器為什么往往前置?放在濾波器后有什么缺點(diǎn)模擬量輸入通道混疊失真與抗混疊濾波器令當(dāng)輸入信號的最高頻率>1/2采樣頻率,那么消除混疊失真的條件:1)被采樣信號是帶限信號2)采樣頻率大于被采樣信號最高頻率2倍令數(shù)字濾波是否能夠消除混疊模擬量輸入通道采集電路的參數(shù)設(shè)計(jì)與選擇多路開關(guān)采樣保持AD轉(zhuǎn)換(1)多路開關(guān)理想的多路開關(guān)開路電阻為無窮大,接通時(shí)的導(dǎo)通電阻為零。由于實(shí)際開關(guān)存在導(dǎo)通電阻,為了減小多路開關(guān)導(dǎo)通電阻對信號傳輸精度的影響,就要求后面的負(fù)載輸入阻抗足夠大。(2)采樣保持在進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi),希望輸入信號不再變化,以免造成轉(zhuǎn)換誤差。這樣,就需要在AD轉(zhuǎn)換器之前加入采樣保持器。(孔徑時(shí)間、捕獲時(shí)間)模擬輸入通道不選用采樣保持器設(shè)輸入信號為U=U.cost則輸入信號的最大變化率為:dUQUm=rfumaxdt又設(shè)信號正負(fù)峰值正好達(dá)到AD的正負(fù)滿量程而AD的位數(shù)(不含符號位)為m,AD轉(zhuǎn)換時(shí)間為t,為確保轉(zhuǎn)換周期內(nèi)信號變化不超過1LSB,則信號最高頻率:t·丌●2模擬量輸入通道選用采樣保持器如果采樣保持器的捕獲時(shí)間為TAC、孔徑時(shí)間為TAP、AD轉(zhuǎn)換時(shí)間為t,為使孔徑時(shí)間造成