微型计算机控制技术 教学ppt课件 黄勤 第3章微型计算机控制系统的常用控制.ppt

微型计算机控制技术 教学ppt课件 黄勤 第三章微型计算机控制系统常用控制

在线教务辅导网:；第三章 常用的微型计算机控制系统控制算法 ;3.1 1.算术平均滤波 第k个采样时间连续采样n次，获得n个采样数据 ，计算这n个数据的算术平均值作为本次滤波器的输出 。即：2.加权算术平均滤波器 在算术平均滤波中，n二次采样获得的数据在滤波结果中所占比例均匀，加权因子为1/n。但有时，为了突出近期采样值在平均值中的比例，不同时刻的采样值往往会被赋予不同的加权因素。即：3.滑动平均滤波器 滑动平均值滤波法首先是RAM建立数据缓冲区，按顺序存储n个采样数据，将n个采样数据视为队列，队列长度固定为n，每次进行新的采样，将采样结果放入队尾，并将原来的队首数据扔掉，这样在队列中总会有n个最新数据。平均队列中的n个数据可以获得新的滤波值。这样，每次采样，就可以计算输出新的有效采样值，从而加快数据处理。滑动平均滤波有两种，一种是滑动算术平均滤波，另一种是滑动加权平均滤波。;4．中值滤波 中值滤波是将n次(一般n奇数)连续数），按照从小到大或从大到小的顺序排队n次采样数据，以中间值为有效采样值。 中值滤波对去除意外因素引起的波动或采样器不稳定误差引起的脉冲干扰更有效，如电网波动、变送器临时故障等。这种方法可以对温度和液位变化缓慢的测量参数获得良好的滤波效果，但一般不容易使用流量、速度等快速变化的参数。;5.防脉冲干扰算术平均滤波 算术平均值滤波不易消除脉冲性干扰引起的测量值的偏差，可以考虑把中值滤波方法与之结合起来，做到既能防止脉冲干扰的影响，又能使周期性干扰得到平滑处理。基本思想是比较连续收集的n个数据，去掉最大值和最小值，剩下的n-这个滤波器的输出是两个数据取算术的平均值。即：; 限幅滤波主要用于测量温度、物理位置等变化较慢的参数。;(2)限速滤波 限速滤波器也是前后采样信号的最大变化 ，使用本次采样值 与上次采样值相比 的增量 与 比较，若 ，认为采样值有效；否则，再加一次采样，得到 ；如果 ，则表明 接近 ，使用最新的采样值 作为滤波输出；反之，就以 与 算术平均值作为滤波输出。即：; 模拟RC滤波器电路如下图所示。 ;令 ，称 显然是滤波平滑系数 。其中： 本次采样值， 上次滤波输出值， 本次滤波输出值。 类型(3-9)是惯性滤波算法，其中 根据实际情况确定。一般采样周期T 比滤波器时间常数少得多 ，也就是说，输入信号的频率很快，而滤波环节的时间常数相对较大。 ; 在传统的自动化仪器中，线性化器经常被引入来补偿其他链接的非线性，如二极管阵列、操作放大器等，这些补偿方法通常不太准确。采用计算机进行非线性补偿，方法灵活，精度高。常用的补偿方法有计算法、查表法和分段插值法。1．计算法 当参数之间的非线性关系可以用数学方程表示时，计算机按公式计算，完成非线性补偿。孔板差压与流量、温度与热电势的关系是过程控制中常见的两种非线性关系。;(1)温度与热电势的关系 各种热电偶的热电势与温度的关系可以用高级算法来表达，即； 在实际应用中，方程和系数取决于热电偶的类型和测量范围，一般取n≤4。简化后可以得到以下形式: ;其中，k 与节流装置的性质和尺寸有关的流量系数。 牛顿迭代法可以用数值分析法计算平方根；2.查表法 查表法是一种非数值计算方法，具有避免复杂数学运算和不规则数学运算的优点。其思路是：按一定顺序将事先计算或测量的数据编制成表格，并根据测量参数的值或中间结果找出最终结果。 ;3.分段插值法 分段插值法的基本思想是将处理后的非线性关系图形化，根据变化分为几段，每段根据精度要求采用不同的接近公式，最常用的是线性插值和抛物线插值。如下图所示。;实现步骤如下： 1)用实验法测量传感器输入输出的非线性关系曲线 。为了获得更准确的输入输出曲线，应反复测量多次。 2)分段测量曲线，选择插值基点。根据曲线的变化选择不同的分段方法，使选定的基点更加合理。;1.线性标度变换 对于一般的线性仪表，参数值和A/D转换结果之间是线性关系，其标度变换