2022年于海生---微型计算机控制技术课后习题答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 运算机掌握系统概述习题及参考答案1. 运算机掌握系统的掌握过程是怎样的 . 运算机掌握系统的掌握过程可归纳为以下三个步骤：1 实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测,并输入给运算机；2 实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析,并按已定的掌握规律,打算下一步的掌握过程；3 实时掌握：依据决策,适时地对执行机构发出掌握信号,完成掌握任务；2. 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？1 实时：所谓“ 实时”,是指信号的输入、运算和输出都是在肯定时间范畴内完成的,即运算机对输入信息以足够快 的速度进行处理,并在肯定的时间内作出反应并进

2、行掌握,超出了这个时间就会失去掌握时机,掌握也就失去了意义；2 “ 在线” 方式：在运算机掌握系统中,假如生产过程设备直接与运算机连接,生产过程直接受运算机的掌握,就叫 做“ 联机” 方式或“ 在线” 方式；3 “ 离线” 方式：如生产过程设备不直接与运算机相连接,其工作不直接受运算机的掌握,而是通过中间记录介质,靠人进行联系并作相应操作的方式,就叫做“ 脱机” 方式或“ 离线” 方式；3. 微型运算机掌握系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成；图 1.1 微机掌握系统组成框图1 主机：这是微型运算机掌握系统的核心,通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令,同时对被控对象

3、的被控 参数进行实时检测及处理；主机的主要功能是掌握整个生产过程,按掌握规律进行各种掌握运算 如调剂规律运算、最 优化运算等 和操作,依据运算结果作出掌握决策；对生产过程进行监督,使之处于最优工作状态；对事故进行猜测和 报警；编制生产技术报告,打印制表等等；2 输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带；过程输入通道把生产对象的被控参数转换成 微机可以接收的数字代码；过程输出通道把微机输出的掌握命令和数据,转换成可以对生产对象进行掌握的信号；过 程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道；3 外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备,简称外设,包括人机联系

4、设备 操作台 、输入输出设备 磁1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等 和外存贮器 磁盘 ；其中操作台应具备显示功能,即依据操作人员的要求,能 立刻显示所要求的内容；仍应有按钮,完成系统的启、停等功能；操作台仍要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果,即应有爱护功能；4 检测与执行机构 a. 测量变送单元：在微机掌握系统中,为了收集和测量各种参数,采纳了各种检测元件及变送器,其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量,例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号,

5、这些信号经变送器转换成统一的运算机标准电平信号 0 5V 或 420mA后,再送入微机；b. 执行机构：要掌握生产过程,必需有执行机构,它是微机掌握系统中的重要部件,其功能是依据微机输出的掌握信号,转变输出的角位移或直线位移,并通过调剂机构转变被调介质的流量或能量,使生产过程符合预定的要求；例如,在温度掌握系统中,微机依据温度的误差运算出相应的掌握量,输出给执行机构调剂阀 来掌握进入加热炉的煤气或油 量以实现预期的温度值；常用的执行机构有电动、液动和气动等掌握形式,也有的采纳马达、步进电机及可控硅元件等进行掌握；4. 微型运算机掌握系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用；软件是指能够完成各种

6、功能的运算机程序的总和；整个运算机系统的动作,都是在软件的指挥下和谐进行的,因此说 软件是微机系统的中枢神经；就功能来分,软件可分为系统软件、应用软件及数据库；1 系统软件：它是由运算机设计者供应的特地用来使用和治理运算机的程序；对用户来说,系统软件只是作为开发应 用软件的工具,是不需要自己设计的；系统软件包括：a. 操作系统：即为治理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等；b. 诊断系统：指的是调剂程序及故障诊断程序；c. 开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序 编译程序 、服务程序 装配程序和编辑程序 、模拟主系统 系统模拟、仿真、移植软件 、数据治理系统等；d. 信息处理：指文字翻译、

7、企业治理等；2 应用软件 : 它是面对用户本身的程序,即指由用户依据要解决的实际问题而编写的各种程序；应用软件包括：a. 过程监视程序：指巡回检测程序、数据处理程序、上下限检查及报警程序、操作面板服务程序、数字滤波及标度变 换程序、判定程序、过程分析程序等；b. 过程掌握运算程序：指的是掌握算法程序、事故处理程序和信息治理程序,其中信息治理程序包括信息生成调度、文件治理及输出、打印、显示程序等；c. 公共服务程序：包括基本运算程序、函数运算程序、数码转换程序、格式编码程序；3 数据库： 数据库及数据库治理系统主要用于资料治理、显示、调用和修改数据等；5. 微型运算机掌握系统的特点是什么？存档和

8、检索, 相应软件设计指如何建立数据库以及如何查询、微机掌握系统与常规的自动掌握系统相比,具有如下特点：a. 掌握规律敏捷多样,改动便利 b. 掌握精度高,抑制扰动才能强,能实现最优掌握 c. 能够实现数据统计和工况显示,掌握效率高 d. 掌握与治理一体化,进一步提高自动化程度6. 操作指导、 DDC和 SCC系统工作原理如何？它们之间有何区分和联系？2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 操作指导掌握系统：在操作指导掌握系统中,运算机的输出不直接作用于生产对象,属于开环掌握结构；运算机根据数学模型、掌握算法对检测

9、到的生产过程参数进行处理,运算出各掌握量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考,这时运算机就起到了操作指导的作用；其原理框图如图 1.2 所示；图 1.2 操作指导掌握系统原理框图2 直接数字掌握系统DDC系统 ：DDCDirect Digital Control系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测,经输入通道送给微机,微机将检测结果与设定值进行比较,再进行掌握运算,然后通过输出通道掌握执行机构,使系统的被控参数达到预定的要求；DDC系统是闭环系统,是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式；其原理框图如图1.3 所示；图 1.3 DDC 系统原理框图3 运算机监督掌握系统 S

10、CC系统 ：SCCSupervisory Computer Control 系统比 DDC系统更接近生产变化的实际情形,由于在 DDC系统中运算机只是代替模拟调剂器进行掌握,系统不能运行在正确状态,而 SCC系统不仅可以进行给定值掌握,并且仍可以进行次序掌握、最优掌握以及自适应掌握等；SCC系统的原理框图如图 1.4 所示；图 1.4 SCC 系统原理框图SCC是操作指导掌握系统和 DDC系统的综合与进展；7. 运算机掌握系统的进展趋势是什么？大规模及超大规模集成电路的进展,提高了运算机的牢靠性和性能价格比,从而使运算机掌握系统的应用也越来越广泛；为更好地适应生产力的进展,扩大生产规模,以满意

11、对运算机掌握系统提出的越来越高的要求,目前运算机掌握系统的进展趋势有以下几个方面；a. 普及应用可编程序掌握器b. 采纳集散掌握系统c. 讨论和进展智能掌握系统本章作业简述几类常见的运算机掌握系统的特点及其应用领域；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 输入输出过程通道 习题及参考答案1. 什么是过程通道？过程通道有哪些分类？过程通道是在运算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道；按信息传递的方一直分,过程通道可分为输入过程通道和输出过程通道；按所传递和交换的信息来分,过程通道又可分为数字量过程通道

12、 和模拟量过程通道；2. 数字量过程通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道；数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成；数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成；其中：输入调理电路将来自掌握装置或生产过程的各种开关量,进行电平转换,将其通断状态转换成相应的高、低电平,同时仍要考虑对信号进行滤波、爱护、排除触点抖动,以及进行信号隔离等问题；3. 简述两种硬件消抖电路的工作原理；采纳积分电路的硬件消抖电路,第一利用积分电路将抖动的高频部分滤出,其次利用施密特触发器整

13、形；采纳 RS触发器的硬件消抖电路,主要是利用 RS触发器的保持功能实现消抖；4. 简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用；光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成,如图 2.1 所示；输入电流流过二极管时使其发光,照耀到光敏三极管上 使其导通,完成信号的光电耦合传送,它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离；图 2.1 光电耦合器电路图5. 模拟量输入通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？模拟量输入通道一般由 I/V 变换、多路转换器、采样保持器、A/D 转换器、接口及掌握规律电路组成；1I/V 变换：提高了信号远距离传递过程中的抗干扰才能,削减了信号的衰减,

14、为与标准化外表和执行机构匹配供应了便利；2 多路转换器：用来切换模拟电压信号的关键元件；A/D 转换总需要肯定的时间；在进行 A/D 转换时间内,期望输入信号不再变化,以免造成转换误差；3 采样保持器： A/D 转换器完成一次 这样,就需要在 A/D 转换器之前加入采样保持器；4A/D 转换器：模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量,能够完成这一任务的器件,称为之模 / 数转换器 Analog/Digital Converter ,简称 A/D 转换器或 ADC；6. 对抱负多路开关的要求是什么？抱负的多路开关其开路电阻为无穷大,其接通时的导通电阻为零；此外,仍期望切换速度快、噪音小、寿命

15、长、工作牢靠；7. 采样保持器有什么作用？试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响；采样保持器的作用：A/D 转换器完成一次A/D 转换总需要肯定的时间；在进行A/D 转换时间内,期望输入信号不再变化,以免造成转换误差；这样,就需要在A/D 转换器之前加入采样保持器；保持电容对数据采集系统采样保持的精度有很大影响；保持电容值小,就采样状态时充电时间常数小,即保持电容充电快,输出对输入信号的跟随特性好,但在保持状态时放电时间常数也小,即保持电容放电快,故保持性能差；反之,保持电容值大,保持性能好,但跟随特 性差；8. 在数据采样系统中,是不是全部的输入通道都需要加采样保持器？为什么？不是, 对于

16、输入信号变化很慢,如温度信号； 或者 A/D 转换时间较快, 使得在 A/D 转换期间输入信号变化很小,在答应的 A/D 转换精度内,就不必再选用采样保持器；4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9.A/D 转换器的终止信号有什么作用？依据该信号在I/O 掌握中的连接方式,A/D 转换有几种掌握方式？它们在接口电路和程序设计上有什么特点？A/D 转换器的终止信号的作用是用以判定本次 AD转换是否完成；常见的 A/D 转换有以下几种掌握方式,各自特点如下.延时等待法 :EOC可不和 I/O 口连接,程序设计时,延时大

17、于 ADC转换时间后,取数据；.保持等待法 :EOC与 READY相连 ,EOC无效时 , 自动插入等待状态；直至 EOC有效时,取数据；.查询法 : EOC 可以和任意 I/O 口连接,程序设计时,反复判定 EOC是否有效,直至 EOC有效时,取数据；.中断响应法 : EOC 与外部中断相连,AD转换终止后 , 发中断申请 , 在中断服务程序中取数据；10. 设被测温度变化范畴为 0 oC1200 oC, 假如要求误差不超过 0.4 oC,应选用辨论为多少位的 A/D 转换器？挑选依据：n log 1 1200 122 0 . 411. 设计出 8 路模拟量采集系统；请画出接口电路原理图,并

18、编写相应的本例给出用 8031、DAC0809设计的数据采集系统实例；8 路模拟量数据采集程序；把采样转换所得的数字量按序存于片内 RAM的 30H37H单元中；采样完一遍后停止采集；其数据采集的初始化程序和中断服务程序如下：初始化程序： MOV R0,#30H ；设立数据储备区指针 MOV R2,#08H ；设置 8 路采样计数值 SETB IT0 ；设置外部中断 0 为边沿触发方式 SETB EA ； CPU开放中断 SETB EX0 ；答应外部中断 0 中断 MOV DPTR,#FEF8H ；送入口地址并指向 IN0 LOOP： MOVX DPTR,A ；启动 A/D 转换, A的值无意

19、义HERE： SJMP HERE ；等待中断中断服务程序： MOVX A,DPTR ；读取转换后的数字量 MOV R0,A ；存入片内 RAM单元 INC DPTR ；指向下一模拟通道 INC R0 ；指向下一个数据储备单元 DJNZ R2, INT0 ； 8 路未转换完,就连续 CLR EA ；已转换完,就关中断 CLR EX0 ；禁止外部中断 0 中断 RETI ；中断返回 INT0： MOVX DPTR,A ；再次启动 A/D 转换5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 12. 模拟量输出通道由哪几部分组成？各

20、部分的作用是什么？模拟量输出通道一般由接口电路、D/A 转换器、功率放大和 V/I 变换等信号调理电路组成；1D/A 转换器：模拟量输出通道的核心是数 / 模转换器 Digital/Analog Converter, 简称 D/A 转换器或 DAC；它是指将数字量转换成模拟量的元件或装置；2V/I 变换：一般情形下,D/A 转换电路的输出是电压信号；在运算机掌握系统中,当运算机远离现场,为了便于信号的远距离传输,减少由于传输带来的干扰和衰减,需要采纳电流方式输出模拟信号；很多标准化的工业外表或执行机构,一般是采纳 0 10mA或 420mA的电流信号驱动的；因此,需要将模拟电压信号通过电压 /

21、 电流 V/I 变换技术,转化为电流信号；13. 采纳 DAC0832和 PC总线工业掌握机接口；请画出接口电路原理图,并编写产生三角波、梯形波和锯齿波的程序；设计一八路数据采集及其回放系统；要求八路数据巡回检测,储备10 组数据,输数据为电压信号（0-5V ）,检测精度 1%；CPU、AD、DA可任选； 5V8086CP U数据总 线Y0ILEVCCVREFAUoDI 7RfbD7 D0I OUT1DI 0地 址线地DA C0832M / IO址CSI OUT2译WR2码WRWRXFERDG ND1AG ND6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 19 页精选学习资料 -

22、 - - - - - - - - 第三章 微机数控系统 习题及参考答案1. 什么是数控系统？数控系统包括哪些？数控系统是采纳数字电子技术和运算机技术,对生产机械进行自动掌握的系统,它包括次序掌握和数字程序掌握两部分；2. 什么是次序掌握系统？它由哪几部分组成？微机次序掌握方式是指以预先规定好的时间或条件为依据,按预先规定好的动作次序次序地进行工作；一般地,把按时序或事序规定工作 的自动掌握称为次序掌握；它包括系统掌握器、输入电路、输入接口、输出电路、输出接口、检测机构、显示与报警电路；3. 微机数控系统由哪些部分组成？各部分的作用是什么？由五部分组成；1 输入装置：一般指微机的输入设备,如键盘

23、；其作用是输入数控系统对生产机械进行自动掌握时所必需的各种外部掌握信息和加工数 据信息；2 微机：微机是 MNC系统运算和掌握的核心；在系统软件指挥下,微机依据输入信息,完成数控插补器和掌握器运算,并输出相应的控 制和进给信号；如为闭环数控系统,就由位置检测装置输出的反馈信息也送入微机进行处理；3 输出装置：一般包括输出缓冲电路、隔离电路、输出信号功率放大器、各种显示设备等；在微机掌握下,输出装置一方面显示加工过 程中的各有关信息,另一方面对被控生产机械输出各种有关的开关量掌握信号 冷却、启、停等 ,仍向伺服机构发出进给脉冲信号等；4 伺服机构： 一般包括各种伺服元件和功率驱动元件；其功能是将

24、输出装置发出的进给脉冲转换成生产机械相应部件的机械位移 线位移、角位移 运动；5 加工机械：即数控系统的掌握对象,各种机床、织机等；目前已有特地为数控装置配套设计的各种机械,如各种数控机床,它们的机 械结构与一般机床有较大的区分；4. 什么是逐点比较插补法？直线插补运算过程和圆弧插补运算过程各有哪几个步骤？逐点比较法插补运算,就是在某个坐标方向上每走一步（即输出一个进给脉冲）,就作一次运算,将实际进给位置的坐标与给定的轨迹进 行比较,判定其偏差情形,依据偏差,再打算下一步的走向（沿 X 轴进给,仍是沿 Y 轴进给）；逐点比较法插补的实质是以阶梯折线来逼 近给定直线或圆弧曲线,最大靠近误差不超过

25、数控系统的一个脉冲当量（每走一步的距离,即步长）；直线插补运算过程的步骤如下：1 偏差判别：即判别上一次进给后的偏差值 Fm是最大于等于零,仍是小于零；2 坐标进给：即依据偏差判定的结果打算进给方向,并在该方向上进给一步；3 偏差运算：即运算进给后的新偏差值 Fm+1,作为下一步偏差判别的依据；4 终点判别：即如已到达终点,就停止插补；如未到达终点,就重复上述步骤；圆弧插补运算过程的步骤如下：1 偏差判别 2 坐标进给 3 偏差运算 4 坐标运算 5 终点判别5. 如加工其次象限直线 OA,起点 O（ 0,0）,终点 A（-4 , 6）；要求：1 按逐点比较法插补进行列表运算；2 作出走步轨迹

26、图,并标明进给方向和步数；解：由题意可知xe=4,y e=6,F0=0,我们设置一个总的计数器Nxy, 其初值应为Nxy=|6-0|+|-4-0|=10,就插补运算过程如表3 1 所示；依据插补运算过程表所作出的直线插补走步轨迹图如下图所示；yE-4,6 65432名师归纳总结 x-6-5-4-3-2-117 第 7 页,共 19 页0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 表 31 步数偏差判别坐标进给偏差运算终点判别起点F0=0 Nxy=10 1 F0=0 -X F1=F0-y e=-6 Nxy=9 2 F10 +Y F2=F1+xe=-2 Nxy=8

27、3 F20 -X F4=F3-ye=-4 Nxy=6 5 F40 +Y F5=F4+x e=0 Nxy=5 6 F5=0 -X F6=F5-y e=-6 Nxy=4 7 F60 +Y F7=F6+xe=-2 Nxy=3 8 F70 -X F9=F8-ye=-4 Nxy=1 10 F90 +Y F10=F9+xe=0 Nxy=0 6. 设加工第一象限的圆弧AB,起点 A（ 6, 0）,终点 B（ 0,6）；要求：1 按逐点比较法插补进行列表运算；2 作出走步轨迹图,并标明进给方向和步数；解：插补运算过程如表3 2 所示；终点判别仍采纳其次种方法,设一个总的计数器Nxy ,每走一步便减1 操作,当

28、 Nxy =0 时,加工到终点,插补运算终止；下图为插补过程中的走步轨迹；y65 NR143210123456x表 32 步数偏差判别坐标进给偏差运算坐标运算终点判别起点F0=0 -X F0=0 x0=6,y0=0 Nxy =12 1 F1=0-12+1=-11 x1=5,y1=0 Nxy =11 2 F10 +Y F2=-11+0+1=-10 x2=5,y 2=1 Nxy =10 3 F20 +Y F3=-10+2+1=-7 x3=5,y 3=2 Nxy =9 4 F30 +Y F4=-7+4+1=-2 x4=5,y4=3 Nxy =8 x5=5,y 5=4 5 F40 -X F6=5-10

29、+1=-4 x6=4,y 6=4 Nxy =6 x7=4,y 7=5 7 F60 -X F8=5-8+1=-2 Nxy =4 9 F80 -X F10=9-6+1=4 x10=2,y10=6 Nxy =2 11 F100 -X F11=4-4+1=1 x 11=1,y 11=6 Nxy =1 12 F110 -X F12=1-2+1=0 x 12=0,y 12=6 Nxy =0 7. 三相步进电机有哪几种工作方式？分别画出每种工作方式的各相通电次序和电压波形图；有三种工作方式：（1）三相单三拍工作方式各相的通电次序为A BC, 各相通电的电压波形如图3.1 所示；8 名师归纳总结 - - -

30、- - - -第 8 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3.2 双三拍工作的电压波形图图 3.1 单三拍工作的电压波形图（2）三相双三拍工作方式 双三拍工作方式各相的通电次序为 AB BC CA；各相通电的电压 波形如图 3.2 所示；8. 采纳三相六拍方式掌握 X 轴走向步进电机；（ 3）三相六拍工作方式在反应式步进电机掌握中,把单三拍和双三拍工作方式结合起来,就产生了六拍工作方式,其通电次序为 AABB BC C CA；各相通电的电压波形如图 3.3 所示；图 3.3 三相六拍工作的电压波形图8P1.0 非光功A 步门电率进P1.1 非隔放B 电0离大C

31、 机3门1P1.2 非门P1.7 方向掌握 “ 1”正转 , “ 0”反转 .主程序 : . S13： DJNZ R0, S13；. MOV A,#0FH；方向输入信号 . CLR A；. MOV P1, A . MOVX A,A+DPTR；取数据.XMM： MOV A,P1 . MOV P1, A . JNB ACC.7, XM； P1.7=0 反转 . RET . LCALL STEP1；调正转子程序 .-X 走步伐程序：. SJMP XMM .STEP2： MOV DPTR,#TAB .XM： LCALL STP2；调反转子程序 . CLR A . SJMP XMM . MOVX A,

32、A+DPTR.+X走步伐程序：. CJNZ A, #01H,S21 . STEP1： MOV DPTR, #TAB；指表头 . MOV DPTR,#TAB . CLR A . ADD DPTR, #0006H . MOVX A,A+DPTR；取数 . SJMP S12 . CJNE A,#05H, S11；是否最终单元 .S21： CLR C . MOV DPTR,#TAB；重置表头 . DEC DPL . SJMP S12 . SJMP S12 .S11： INC DPTR ；地址加 1 .TAB： DB 01H,03H,02H,06H, 04H, 05H. S12： MOV R0, #7F

33、H；延时9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 微型运算机掌握系统的掌握算法习题及参考答案1. 数字掌握器的模拟化设计步骤是什么？模拟化设计步骤：（1）设计假想的模拟掌握器T DS（2）正确地挑选采样周期（3）将 DS 离散化为 DZ （4）求出与 DS 对应的差分方程（5）依据差分方程编制相应程序；2. 某连续掌握器设计为Ds1T 1skp最终将导致系统不稳固；比例调1T2s试用双线形变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字掌握器DZ ；双线形变换法：把s2z1代入,就Tz1DzDz| s2z11T 12

34、z1T2 T 1zT-2 T 12T 2z z1 11T 2T2 T 2zT2 TTz1Tz1前向差分法：把zz-1 代入,就TDzDs| sz11T 1 s1T 1z1T 1zTT 1T z1T 2s1T 21T 2zTT 2TT后向差分法：把sz1代入,就TzDzDs| sz11T 1s1T 1z1T 1zTT 1Tz z11T 2s1T2T 2zTT 2TzTz3. 在 PID 调剂器中系数kp、ik 、kd各有什么作用？它们对调剂品质有什么影响？系数k 为比例系数, 提高系数k 可以减小偏差, 但永久不会使偏差减小到零,而且无止境地提高系数节可以保证系统的快速性；系数ik 为积分常数,

35、ik 越大积分作用越弱,积分调剂器的突出优点是,只要被调量存在偏差,其输出的调剂作用便随时间不断加强,直到偏差为零；在被调量的偏差排除后,由于积分规律的特点,输出将停留在新的位置而不回复原位,因而能保持静差为零；但单纯的积分也有弱点,其动作过于迟缓,因而在改善静态品质的同时,往往使调剂的动态品质变坏,过渡过程时间加长；积分调剂可以排除静差,提高掌握精度；系数 k 为微分常数,dk越大微分作用越强；微分调剂主要用来加快系统的相应速度,减小超调,克服振荡,排除系统惯性的影响；4. 什么是数字 PID 位置型掌握算法和增量型掌握算法？试比较它们的优缺点；为了实现微机掌握生产过程变量,必需将模拟 PI

36、D 算式离散化,变为数字 PID 算式,为此,在采样周期 T 远小于信号变化周期时,作如下近似 T 足够小时,如下靠近相当精确,被控过程与连续系统非常接近 ：t k0 edt T e j j 0de e k e k 1dt T10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 于是有：T k T du k K p e k e j e k e k 1 T i j 0 Tuk 是全量值输出,每次的输出值都与执行机构的位置 如掌握阀门的开度 一一对应,所以称之为位置型 PID 算法；在这种位置型掌握算法中,由于算式中存在累加项,因

37、此输出的掌握量 uk 不仅与本次偏差有关,仍与过去历次采样偏差有关,使得uk 产生大幅度变化,这样会引起系统冲击,甚至造成事故；所以实际中当执行机构需要的不是掌握量的肯定值,而是其增量时,可以采用增量型 PID 算法；当掌握系统中的执行器为步进电机、电动调剂阀、多圈电位器等具有保持历史位置的功能的这类装置时,一般均采纳增量型 PID 掌握算法；与位置算法相比,增量型uk Kpek e k1 Te kT de k2e k1e k2 T iTPID 算法有如下优点：1 位置型算式每次输出与整个过去状态有关,运算式中要用到过去偏差的累加值,简洁产生较大的累积运算误差；而在增量型算式中由于消去了积分项

38、,从而可排除调剂器的积分饱和,在精度不足时,运算误差对掌握量的影响较小,简洁取得较好的掌握成效；2 为实现手动自动无扰切换,在切换瞬时,运算机的输出值应设置为原始阀门开度 的变化部分,即算式中不显现 u0项,所以易于实现从手动到自动的无扰动切换；u0,如采纳增量型算法,其输出对应于阀门位置3 采纳增量型算法时所用的执行器本身都具有寄存作用,所以即使运算机发生故障,执行器仍能保持在原位,不会对生产造成恶劣影响；5. 已知模拟调剂器的传递函数为就Ds1 10 . 17 s0 . 085 sT=0.2s ；试写出相应数字掌握器的位置型和增量型掌握算式,设采样周期DsUs10. 17sEs10 . 085sUs0. 085SUsEs0. 17SEsut0. 085dutet017detdtdtuk0. 085ukuk1ek017ekek1TT把 T=0.2S 代入得1 . 425uk0 . 425uk14. 5 ek3 . 5 ek-1位置型uk3 .1579ek2 .4561 ek10.2982uk1增量型ukukuk13. 1579 ek.2 4561 ek10. 7018 uk16. 有哪几种改进的数字PID 掌握器？有四种：（1）积分分别 PID 掌握算法（2）不完全微分 PID 掌握算法（3）带死区的 PID 掌握