計算機控制技術(shù)實驗報告DOC

1、計算機控制技術(shù)實驗報告 實驗一 信號的采樣與保持一、實驗?zāi)康?熟悉信號的采樣和保持過程。2學(xué)習和掌握香農(nóng)(采樣)定理。3學(xué)習用直線插值法和二次曲線插值法還原信號。二、實驗設(shè)備PC 機一臺，TD-ACS實驗系統(tǒng)一套，i386EX 系統(tǒng)板一塊。三、實驗原理香農(nóng)（采樣）定理：若對于一個具有有限頻譜（）的連續(xù)信號進行采樣，當采樣頻率滿足時，則采樣函數(shù)能無失真地恢復(fù)到原來的連續(xù)信號。為信號的最高頻率，為采樣頻率。四實驗內(nèi)容 1采樣與保持編寫程序，實現(xiàn)信號通過 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送到控制計算機，計算機再把數(shù)字量送到 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出。實驗線路圖如圖2-1所示，圖中畫“”的線需用戶在實驗中自行接好

2、，其它線系統(tǒng)已連好。圖2-1 采樣保持線路圖控制計算機的“OUT1”表示386EX內(nèi)部1#定時器的輸出端，定時器輸出的方波周期定時器時常，“IRQ7”表示386EX內(nèi)部主片8259的“7”號中斷，用作采樣中斷。正弦波單元的“OUT”端輸出周期性的正弦波信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的“IN7”端輸入,系統(tǒng)用定時器作為基準時鐘（初始化為10ms），定時采集“IN7”端的信號，轉(zhuǎn)換結(jié)束產(chǎn)生采樣中斷，在中斷服務(wù)程序中讀入轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，送到數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，在“OUT1”端輸出相應(yīng)的模擬信號。由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器有輸出鎖存能力，所以它具有零階保持器的作用。采樣周期T= TK10ms，TK的范圍為01 FFH，通過修改

3、TK就可以靈活地改變采樣周期，后面實驗的采樣周期設(shè)置也是如此。零階采樣保持程序流程圖如圖2-2所示。圖2-2 零階采樣保持程序流程圖實驗步驟：（1）參考流程圖2-2編寫零階保持程序，編譯、鏈接。（2）按照實驗線路圖2-1接線，檢查無誤后開啟設(shè)備電源。（3）用示波器的表筆測量正弦波單元的“OUT”端，調(diào)節(jié)正弦波單元的調(diào)幅、調(diào)頻電位器及撥動開關(guān)，使得“OUT”端輸出幅值為3V，周期1S的正弦波。（4）加載程序到控制機中，將采樣周期變量“Tk”加入到變量監(jiān)視中，運行程序，用示波器的另一路表筆觀察數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出端“OUT1”。（5）增大采樣周期，當采樣周期0.5S時，即Tk32H時，運行程序并觀測

4、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出波形應(yīng)該失真，記錄此時的采樣周期，驗證香農(nóng)定理。2信號的還原編寫程序，分別用直線插值法和二次曲線插值法還原信號。從香農(nóng)定理可知，對于信號的采集，只要選擇恰當?shù)牟蓸又芷?，就不會失去信號的主要特征。在實際應(yīng)用中，一般總是取實際采樣頻率比大，如：。但是如果采用插值法恢復(fù)信號，就可以降低對采樣頻率的要求，香農(nóng)定理給出了采樣頻率的下限，但是用不同的插值方法恢復(fù)信號需要的采樣頻率也不相同。（1）直線插值法（?。├檬?.2 -1在點（X0，Y0）和（X1，Y1）之間插入點（X，Y）。其中：X1X0為采樣間隔，Y1Y0分別為X1和X0采樣時刻的AD采樣值。（2）二次曲線插值法（?。浩渲校?/p>

5、直線插值與二次曲線插值程序流程圖如圖2-3所示。圖2-3 直線插值與二次曲線插值程序流程圖實驗步驟：（1）參考流程圖2-3分別編寫直線插值和二次曲線插值程序，并編譯、鏈接。（2）按照線路圖2-1接線，檢查無誤后，開啟設(shè)備電源。調(diào)節(jié)正弦波單元的調(diào)幅、調(diào)頻電位器，使正弦波單元輸出幅值為3V，周期1S的正弦波。（3）分別裝載并運行程序，運行程序前將采樣周期變量Tk加入到變量監(jiān)視中，方便實驗中觀察和修改。用示波器觀察數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出，和零階保持程序的運行效果進行比較。由上述結(jié)果可以看出：在采樣頻率Ws =10Wmax時，用三種方法還原信號，直線插值要好于零階保持，二次曲線插值好于直線插值。采用合理的

6、插值算法可以降低信號的失真度，在允許的范圍內(nèi)可以有效地降低對采樣頻率的要求。（4）（3）中是在同一采樣頻率下，比較三種方法還原信號的效果，實驗中也可比較一種還原方法在不同采樣頻率下的效果。對于零階保持來說：當采樣頻率信號頻率的10倍時，即信號的還原效果較好。對于直線插值來說：當采樣頻率信號頻率的5倍時，即信號的還原效果較好。對于二次曲線插值來說：當采樣頻率信號頻率的3倍時。信號的還原效果較好。五實驗結(jié)果 采樣周期Tk=05H時的輸出波形：采樣周期Tk=33H時的輸出波形為：由得到的實驗結(jié)果可以看出:采樣周期 Tk=05H時，輸出波形與原來基本相同；Tk32H時輸出波形產(chǎn)生失真。信號還原實驗結(jié)果

7、：Tk=0AH時，三種方法還原得到的結(jié)果：直線差值的輸出波形：二次曲線插值的輸出波形：零階保持輸出波形：實驗二 數(shù)字濾波一、實驗?zāi)康?學(xué)習和掌握一階慣性濾波。2學(xué)習和掌握四點加權(quán)濾波。二、實驗設(shè)備PC 機一臺，TD-ACS實驗系統(tǒng)一套，i386EX 系統(tǒng)板一塊。三、實驗原理一般現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，干擾源比較多，消除和抑制干擾的方法主要有模擬濾波和數(shù)字濾波兩種，由于數(shù)字濾波方法成本低、可靠性高、無阻抗匹配、靈活方便等特點被廣泛應(yīng)用。圖3-1數(shù)字濾波方框圖（1）一階慣性濾波：相當于傳函的數(shù)字濾波器，由一階差分法可得近似式： 其中，為當前采樣時刻的輸入，為當前采樣時刻的輸出，為前一采樣時刻的輸出，為采

8、樣周期，。（2）四點加權(quán)濾波：四點加權(quán)濾波算法公式：其中，為當前采樣時刻的輸入，為前一采樣時刻的輸入，為前一采樣時刻的輸出。數(shù)字濾波程序流程圖如圖3-2所示。圖3-2 數(shù)字濾波程序流程圖實驗中的參數(shù)：1a、a、A1、A2、A3、A4為十進制2位小數(shù)（BCD碼），取值范圍：0.00 0.99，只須對應(yīng)存入0099。程序中將其轉(zhuǎn)換成二進制小數(shù)，再按算式進行定點小數(shù)運算。四實驗內(nèi)容分別編寫一階慣性濾波程序和四點加權(quán)濾波程序，將混合干擾信號的正弦波送到數(shù)字濾波器，并用示波器觀察經(jīng)過濾波后的信號。實驗線路圖如圖3-3所示，圖中畫“”的線需用戶在實驗中自行接好，運放單元需用戶自行搭接。圖3-3 數(shù)字濾波實

9、驗線路圖控制計算機的“OUT1”表示386EX內(nèi)部1定時器的輸出端，定時器輸出的方波周期定時器時常,“IRQ7”表示386EX 內(nèi)部主片8259的7號中斷，用作采樣中斷。電路中用RC電路將S端方波微分，再和正弦波單元產(chǎn)生的正弦波疊加。注意R點波形不要超過5V，以免數(shù)字化溢出。計算機對有干擾的正弦信號R通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣輸入，然后進行數(shù)字濾波處理，去除干擾，最后送至數(shù)模轉(zhuǎn)換器變成模擬量C輸出。五、實驗步驟1. 參照流程圖3-2分別編寫一階慣性和四點加權(quán)程序，檢查無誤后編譯、鏈接。2. 按實驗線路圖3-3接線，檢查無誤后開啟設(shè)備電源。調(diào)節(jié)正弦波使其周期約為2S，調(diào)信號源單元使其產(chǎn)生周期為100ms

10、的干擾信號（從“NC”端引出），調(diào)節(jié)接線圖中的兩個47K電位器使正弦波幅值為3V，干擾波的幅值為0.5V。3. 分別裝載并運行程序，運行前可將“TK”加入到變量監(jiān)視中，方便實驗中觀察和修改。用示波器觀察R點和C點，比較濾波前和濾波后的波形。4. 如果濾波效果不滿意，修改參數(shù)，再運行程序，觀察實驗效果。六實驗結(jié)果一階慣性濾波輸出波形：四點加權(quán)濾波輸出波形：由實驗結(jié)果可以得到此實驗一階慣性濾波的效果更好，其更有效的濾去了噪聲干擾信號。實驗四 積分分離法PID控制一、實驗?zāi)康?了解PID參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響2學(xué)習湊試法整定PID參數(shù)3掌握積分分離法PID控制規(guī)律二、實驗設(shè)備PC 機一臺，TD-ACS

11、實驗系統(tǒng)一套，i386EX 系統(tǒng)板一塊三、 實驗原理根據(jù)系統(tǒng)偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進行控制的調(diào)節(jié)器簡稱為PID調(diào)節(jié)器（也稱為PID控制器），是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器，其控制規(guī)律為：在計算機控制系統(tǒng)中，PID控制規(guī)律的實現(xiàn)必須用數(shù)值逼近的方法。當采樣周期相當短時，用求和代替積分、用后向差分代替微分，使模擬PID離散化變?yōu)椴罘址匠?。?shù)字 PID 控制算法可以表示為位置式 PID和增量式 PID兩種。（1）位置式 PID 控制算法為：（2）增量式 PID 控制算式為：其中，為采樣周期，為采樣序號，為第次采樣調(diào)節(jié)器輸出，為第次采樣誤差值，為第次采樣誤差值。增量式

12、與位置式相比具有以下優(yōu)點：1增量式算法與最近幾次采樣值有關(guān)，不需要進行累加，因此，不易產(chǎn)生累積誤差，控制效果較好。2增量式中，計算機只輸出增量，誤動作（計算機故障或干擾）影響小。3在位置式中，由手動到自動切換時，必須使輸出值等于執(zhí)行機構(gòu)的初始值，而增量式只與本次的誤差值有關(guān)，更易于實現(xiàn)手動到自動的無擾動切換。4增量式控制算法因其特有的優(yōu)點在控制系統(tǒng)中應(yīng)用比位置式更加廣泛。為了便于實驗參數(shù)的調(diào)整，下面討論PID參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響：（1）增大比例系數(shù)KP一般將加快系統(tǒng)的響應(yīng)，在有靜差的情況下有利于減小靜差。但過大的比例系數(shù)會使系統(tǒng)有較大的超調(diào)，并產(chǎn)生振蕩，使系統(tǒng)穩(wěn)定性變壞。（2）增大積分時間參數(shù)

13、TI有利于消除靜差、減小超調(diào)、減小振蕩，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，但系統(tǒng)靜差的消除將隨之減慢。（3）增大微分時間參數(shù)TD有利于加快系統(tǒng)響應(yīng)，使超調(diào)量減小，系統(tǒng)穩(wěn)定性增加，但系統(tǒng)對擾動的抑制能力減弱，對擾動有較敏感的響應(yīng)。在調(diào)整參數(shù)時，采用湊試法。參考以上參數(shù)對控制過程的影響趨勢，對參數(shù)實行“先比例，后積分，再微分”的步驟。（1）首先整定比例部分。將比例系數(shù)KP由小變大，并觀察相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)，直到響應(yīng)曲線超調(diào)小、反應(yīng)快。如果系統(tǒng)沒有靜差，或者靜差小到允許的范圍內(nèi)，那么只需比例調(diào)節(jié)器即可。（2）如果在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)的靜差不能滿足要求，則須加入積分作用。整定時首先置積分時間TI為一較大值，并將第1步整定

14、得到的比例系數(shù)KP縮?。?0），然后減小積分時間，使靜差得到消除。如果動態(tài)性能（過渡時間短）也滿意，則需PI調(diào)節(jié)器即可。（3）若動態(tài)性能不好，則需加入微分作用。整定時，使微分時間TD從0變大，并相應(yīng)的改變比例系數(shù)和積分時間，逐步湊試，直到滿意結(jié)果。由于PID三個參數(shù)有互補作用，減小一個往往可由幾個增大來補償，因此參數(shù)的整定值不唯一，不同的參數(shù)組合完全有可能得到同樣的效果。四實驗內(nèi)容本實驗中，采用位置式PID。在一般的PID控制中，當有較大的擾動或大幅度改變給定值時，會有較大的偏差，以及系統(tǒng)有慣性和滯后，因此在積分項的作用下，往往會使系統(tǒng)超調(diào)變大和長時間的波動，過渡時間變長。特別對于溫度、成份等

15、變化緩慢的過程，這一現(xiàn)象更為嚴重。為此，可采用積分分離PID控制算法，即：當偏差e（k）較大時，取消積分作用；當誤差e（k）較小時才加入積分作用。系統(tǒng)方塊圖如圖4-1所示， 是一個典型的 PID 閉環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖，其硬件電路原理及接線圖如圖4-2所示，圖中畫“”的線需用戶在實驗中自行接好，對象需用戶在運放單元搭接。圖4-1 PID控制系統(tǒng)方塊圖圖4-2 積分分離法PID控制實驗線路圖控制計算機的“OUT1”表示386EX內(nèi)部1定時器的輸出端，定時器輸出的方波周期定時器時常，“IRQ7”表示386EX內(nèi)部主片8259的7號中斷，用作采樣中斷，“DIN0”表示386EX的I/O管腳P1.0，在這

16、里作為輸入管腳用來檢測信號是否同步。這里，系統(tǒng)偏差信號E通過模數(shù)轉(zhuǎn)換單元“IN7”端輸入，控制機的定時器作為基準時鐘（初始化為10ms），定時中斷采集“IN7”端的信號E，并進行PID計算，得到相應(yīng)的控制量，再把控制量送到數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，由“OUT1”端輸出相應(yīng)的模擬信號，來控制對象系統(tǒng)。圖4-3是積分分離法 PID控制程序流程圖。圖4-3 積分分離法PID控制程序流程圖五、實驗步驟1根據(jù)參考流程圖4-3編寫實驗程序，檢查無誤后編譯、鏈接。2按照實驗線路圖4-2接線，檢查無誤后開啟設(shè)備電源。3調(diào)節(jié)信號源中的電位器及撥動開關(guān)，使信號源輸出幅值為2V、周期6S的方波。確定系統(tǒng)的采樣周期以及積分分離值

17、。4裝載程序，將全局變量TK（采樣周期）、EI（積分分離值）、KP（比例系數(shù)）、TI （積分系數(shù)）和TD（微分系數(shù)）加入變量監(jiān)視，以便實驗過程中觀察和修改。5運行程序，將積分分離值設(shè)為最大值7FH（相當于沒有引入積分分離），用示波器分別觀測輸入端R和輸出端C。6如果系統(tǒng)性能不滿意，用湊試法修改PID參數(shù)，直到響應(yīng)曲線滿意，并記錄響應(yīng)曲線的超調(diào)量和過渡時間。7修改積分分離值為20H，記錄此時響應(yīng)曲線的超調(diào)量和過渡時間，并和未引入積分分離值時的響應(yīng)曲線進行比較。8將第6和第7步驟中較滿意的響應(yīng)曲線記錄下來。六實驗結(jié)果采樣周期TK =05H；比例系數(shù)KP=6100H;積分系數(shù)TI=0018H;微分系

18、數(shù)TD=000BH。未引入積分分離值的響應(yīng)曲線（即EI（積分分離值）=7FH時）：積分分離值為20H時的響應(yīng)曲線：由得到的實驗結(jié)果可以看到，引入積分分離法后，降低了系統(tǒng)輸出的超調(diào)量，并縮短了調(diào)節(jié)時間。積分分離值為10H時的響應(yīng)曲線：實驗五 直流電機閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)一、實驗?zāi)康?了解閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)的構(gòu)成。2熟悉PID控制規(guī)律與算法實現(xiàn)。二、實驗設(shè)備PC 機一臺，TD-ACC+實驗系統(tǒng)一套，i386EX 系統(tǒng)板一塊。三、實驗內(nèi)容典型的直流電機調(diào)速實驗的系統(tǒng)方框圖如圖11-1所示：圖11-1 典型的直流電機調(diào)速實驗的系統(tǒng)方框圖根據(jù)系統(tǒng)方框圖，直流電機閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)實驗線路圖設(shè)計如圖11

19、-2所示，實驗中將圖中畫“”的線接好?？刂茩C算機的“DOUT0”表示386EX的I/O管腳P2.0，輸出PWM脈沖經(jīng)驅(qū)動后控制直流電機，“IRQ7”表示386EX內(nèi)部主片8259的7號中斷，用作測速中斷。圖11-2 直流電機閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)實驗線路圖實驗中，用系統(tǒng)的數(shù)字量輸出端口“DOUT0”來模擬產(chǎn)生PMW脈寬調(diào)制信號，構(gòu)成系統(tǒng)的控制量，經(jīng)驅(qū)動電路驅(qū)動后控制電機運轉(zhuǎn)。霍爾測速元件輸出的脈沖信號記錄電機轉(zhuǎn)速構(gòu)成反饋量。在參數(shù)給定情況下，經(jīng)PID運算，電機可在控制量作用下，按給定轉(zhuǎn)速閉環(huán)運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)定時器定時1ms，作為系統(tǒng)采樣基準時鐘；測速中斷用于測量電機轉(zhuǎn)速。圖11-3直流電機閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)

20、程序流程圖四、實驗步驟1參照圖11-3的程序流程圖，其中的PID子程序采用積分分離法PID，編寫實驗程序，編譯、鏈接。2按圖11-2接線，檢查無誤后開啟設(shè)備電源，將編譯鏈接好的程序裝載到控制機中。3打開專用圖形界面，運行程序，觀察電機轉(zhuǎn)速，分析其響應(yīng)特性。4若不滿意，改變參數(shù)：積分分離值Iband、比例系數(shù)KPP、積分系數(shù)KII、微分系數(shù) KDD的值后再觀察其響應(yīng)特性，選擇一組較好的控制參數(shù)并記錄下來。表11-1 控制參數(shù)表項目 參數(shù)IBANDKPPKIIKDD超調(diào)穩(wěn)定2%時間1例程中參數(shù)響應(yīng)特性0060H1060H0010H0020H15%48秒2去掉IBAND0000H1060H0010H

21、0020H20%5.2秒3自測一組較好參數(shù)0010H6100H0018H000BH8%2.5秒5注意：在程序調(diào)試過程中，有可能隨時停止程序運行，此時DOUT0的狀態(tài)應(yīng)保持上次的狀態(tài)。當DOUT0為1時，直流電機將停止轉(zhuǎn)動；當DOUT0為0時，直流電機將全速轉(zhuǎn)動，如果長時間讓直流電機全速轉(zhuǎn)動，可能會導(dǎo)致電機單元出現(xiàn)故障，所以在停止程序運行時，最好將連接DOUT0的排線拔掉或按系統(tǒng)復(fù)位鍵。五、實驗結(jié)果電機響應(yīng)曲線：實驗總結(jié)及建議： 此實驗是我們的課程實驗，實驗的內(nèi)容是我們課堂上學(xué)習的相關(guān)知識的應(yīng)用，對我們來說這些知識是我們應(yīng)該好好掌握的。運用書本所學(xué)，好好分析得到結(jié)論，有利于我們對知識的理解。由于

22、實驗的時間有限，我們無法對所有的內(nèi)容有很好的理解，我希望老師可以在試驗前給我們以很好的引導(dǎo)，不要把時間浪費在不必要的事情上，而要有所著重點，在有限的時間里使我們盡可能學(xué)習更多的知識。在此，要謝謝老師在我們出現(xiàn)問題時的耐心解答。附錄資料：不需要的可以自行刪除 perl函數(shù)應(yīng)用一、進程處理函數(shù)1、進程啟動函數(shù)函數(shù)名eval調(diào)用語法eval(string)解說將string看作Perl語句執(zhí)行。正確執(zhí)行后，系統(tǒng)變量$為空串，如果有錯誤，$中為錯誤信息。例子$print = print (hello,worldn);eval ($print);結(jié)果輸出hello, world函數(shù)名system調(diào)用語法

23、system(list)解說list中第一個元素為程序名，其余為參數(shù)。system啟動一個進程運行程序并等待其結(jié)束，程序結(jié)束后錯誤代碼左移八位成為返回值。例子proglist = (echo, hello,world!);system(proglist);結(jié)果輸出hello, world!函數(shù)名fork調(diào)用語法procid = fork();解說創(chuàng)建程序的兩個拷貝-父進程和子進程-同時運行。子進程返回零，父進程返回非零值，此值為子程序的進程ID號。例子$retval = fork();if ($retval = 0) # this is the child process exit; # th

24、is terminates the child process else # this is the parent process結(jié)果輸出無函數(shù)名pipe調(diào)用語法pipe (infile, outfile);解說與fork合用，給父進程和子進程提供通信的方式。送到outfile文件變量的信息可以通過infile文件變量讀取。步驟：1、調(diào)用pipe2、用fork將程序分成父進程和子進程3、一個進程關(guān)掉infile，另一個關(guān)掉outfile例子pipe (INPUT, OUTPUT);$retval = fork();if ($retval != 0) # this is the parent p

25、rocess close (INPUT); print (Enter a line of input:n); $line = ; print OUTPUT ($line); else # this is the child process close (OUTPUT); $line = ; print ($line); exit (0);結(jié)果輸出$programEnter a line of input:Here is a test lineHere is a test line$函數(shù)名exec調(diào)用語法exec (list);解說與system類似，區(qū)別是啟動新進程前結(jié)束當前程序。常與fork

26、合用，當fork分成兩個進程后，子進程用exec啟動另一個程序。例子 結(jié)果輸出函數(shù)名syscall調(diào)用語法syscall (list);解說調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)，list第一個元素是系統(tǒng)調(diào)用名，其余為參數(shù)。如果參數(shù)是數(shù)字，就轉(zhuǎn)化成C的整型數(shù)(type int)。否則傳遞字符串的指針。詳見UNIX的幫助或Perl文檔。使用syscall必須包含文件syscall.pl，即：require (syscall.ph); 例子結(jié)果輸出2、進程終止函數(shù)函數(shù)名Die調(diào)用語法die (message);解說終止程序并向STDERR輸出錯誤信息。message可以為字符串或列表。如果最后一個參數(shù)不包含換行符，則程序文

27、件名和行號也被輸出。例子die (Cannot open input file);結(jié)果輸出Cannot open input file at myprog line 6.函數(shù)名warn調(diào)用語法warn (message);解說與die類似，區(qū)別是不終止程序。例子warn(Danger! Danger!n);結(jié)果輸出Danger! Danger!函數(shù)名exit調(diào)用語法exit (retcode);解說終止程序并指定返回值。例子exit(2);結(jié)果輸出無函數(shù)名kill調(diào)用語法kill (signal, proclist);解說給一組進程發(fā)送信號。signal是發(fā)送的數(shù)字信號，9為殺掉進程。proc

28、list是進程ID列表。詳見kill的UNIX幫助。例子結(jié)果輸出3、進程控制函數(shù)函數(shù)名sleep調(diào)用語法sleep (time);解說將程序暫停一段時間。time是停止的秒數(shù)。返回值為實際停止的秒數(shù)。例子sleep (5);結(jié)果輸出無函數(shù)名wait調(diào)用語法procid = wait();解說暫停程序執(zhí)行，等待子進程終止。不需要參數(shù)，返回值為子進程ID，如果沒有子進程，返回-1。例子結(jié)果輸出函數(shù)名waitpid調(diào)用語法waitpid (procid, waitflag);解說暫停程序執(zhí)行，等待特定的子進程終止。procid為等待的進程ID例子$procid = fork();if ($proci

29、d = 0) # this is the child process print (this line is printed firstn); exit(0); else # this is the parent process waitpid ($procid, 0); print (this line is printed lastn);結(jié)果輸出$ programthis line is printed firstthis line is printed last$4、其它控制函數(shù)函數(shù)名caller調(diào)用語法subinfo = caller();解說返回調(diào)用者的程序名和行號，用于Perl D

30、ebugger。返回值為三元素的列表：1、調(diào)用處的包名2、調(diào)用者文件名3、調(diào)用處的行號例子結(jié)果輸出函數(shù)名chroot調(diào)用語法chroot (dir);解說改變程序的根目錄，詳見chroot幫助。例子結(jié)果輸出函數(shù)名local調(diào)用語法local($variable);解說在語句塊(由大括號包圍的語句集合)中定義局域變量，僅在此語句塊中起作用，對其的改變不對塊外同名變量造成影響。千萬不要在循環(huán)中使用，否則每次循環(huán)都定義一個新的局域變量！例子結(jié)果輸出函數(shù)名times調(diào)用語法timelist = times解說返回該程序及所有子進程消耗的工作時間。返回值為四個浮點數(shù)的列表：1、程序耗用的用戶時間2、程序

31、耗用的系統(tǒng)時間3、子進程耗用的用戶時間4、子進程耗用的系統(tǒng)時間例子結(jié)果輸出二、數(shù)學(xué)函數(shù)函數(shù)名sin調(diào)用語法retval = sin (value);解說參數(shù)為弧度值。函數(shù)名cos調(diào)用語法retval = cos (value);解說參數(shù)為弧度值。函數(shù)名atan2調(diào)用語法retval = atan2 (value1, value2);解說運算并返回value1除以value2結(jié)果的arctan值，單位為弧度，范圍在-PIPI。應(yīng)用例：角度轉(zhuǎn)化成弧度子程序。sub degrees_to_radians local ($degrees) = _; local ($radians);11: $radi

32、ans = atan2(1,1) * $degrees / 45;函數(shù)名sqrt調(diào)用語法retval = sqrt (value);解說平方根函數(shù)。value為非負數(shù)。函數(shù)名exp調(diào)用語法retval = exp (value);解說返回e的value次方。函數(shù)名log調(diào)用語法retval = log (value);解說以e為底的自然對數(shù)。函數(shù)名abs調(diào)用語法retval = abs (value);解說絕對值函數(shù)。(Perl 4中沒有)函數(shù)名rand調(diào)用語法retval = rand (num);解說隨機數(shù)函數(shù)，返回0和整數(shù)num之間的一個浮點數(shù)。函數(shù)名srand調(diào)用語法srand (va

33、lue);解說初始化隨機數(shù)生成器。保證每次調(diào)用rand真正隨機。三、字符串處理函數(shù)函數(shù)名index調(diào)用語法position = index (string, substring, position);解說返回子串substring在字符串string中的位置，如果不存在則返回-1。參數(shù)position是可選項，表示匹配之前跳過的字符數(shù)，或者說從該位置開始匹配。函數(shù)名rindex調(diào)用語法position = rindex (string, substring, position);解說與index類似，區(qū)別是從右端匹配。函數(shù)名length調(diào)用語法num = length (string);解說返

34、回字符串長度，或者說含有字符的數(shù)目。函數(shù)名pos調(diào)用語法offset = pos(string);解說返回最后一次模式匹配的位置。函數(shù)名substr調(diào)用語法substr (expr, skipchars, length)解說抽取字符串（或表達式生成的字符串）expr中的子串，跳過skipchars個字符，或者說從位置skipchars開始抽取子串（第一個字符位置為0），子串長度為length，此參數(shù)可忽略，意味著取剩下的全部字符。當此函數(shù)出現(xiàn)在等式左邊時，expr必須為變量或數(shù)組元素，此時其中部分子串被等式右邊的值替換。函數(shù)名study調(diào)用語法study (scalar);解說用一種內(nèi)部格式提

35、高變量的訪問速度，同一時刻只對一個變量起作用。函數(shù)名lcuc調(diào)用語法retval = lc(string);retval = uc(string);解說將字符串全部轉(zhuǎn)換成小/大寫字母。函數(shù)名lcfirstucfirst調(diào)用語法retval = lcfirst(string);retval = ucfirst(string);解說將第一個字母轉(zhuǎn)換成小/大寫。函數(shù)名quotameta調(diào)用語法newstring = quotemeta(oldstring);解說將非單詞的字母前面加上反斜線()。語句 ： $string = quotemeta($string);等效于：$string = s/(W)

36、/$1/g;常用于模式匹配操作中，確保字符串中沒有字符被看作匹配操作符。函數(shù)名join調(diào)用語法join (joinstr, list);解說把字符串列表(數(shù)組)組合成一個長的字符串，在每兩個列表元素間插入串joinstr。函數(shù)名sprintf調(diào)用語法sprintf (string, fields);解說與printf類似，區(qū)別是結(jié)果不輸出到文件，而作為返回值賦給變量。例子$num = 26;$outstr = sprintf(%d = %x hexadecimal or %o octaln,$num, $num, $num);print ($outstr);結(jié)果輸出26 = 1a hexade

37、cimal or 32 octal四、標量轉(zhuǎn)換函數(shù)函數(shù)名chop調(diào)用語法$lastchar = chop (var);解說var可為變量或數(shù)組，當var為變量時，最后一個字符被刪除并賦給$lastchar，當var為數(shù)組/列表時，所有元素的最后一個字符被刪除，最后一個元素的最后一個字母賦給$lastchar。函數(shù)名chomp調(diào)用語法result = chomp(var);解說檢查字符串或字符串列表中元素的最后一個字符是否為由系統(tǒng)變量$/定義的行分隔符，如果是就刪除。返回值為實際刪除的字符個數(shù)。函數(shù)名crypt調(diào)用語法result = crypt (original, salt);解說用DES算

38、法加密字符串，original是將要加密的字符串，salt是兩個字符的字符串，定義如何改變DES算法，以使更難解碼。返回值為加密后的串。函數(shù)名hex調(diào)用語法decnum = hex (hexnum);解說將十六進制數(shù)(字符串形式)轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)。函數(shù)名int調(diào)用語法intnum = int (floatnum);解說將浮點數(shù)舍去小數(shù)部分轉(zhuǎn)化為整型數(shù)。函數(shù)名oct調(diào)用語法decnum = oct (octnum);解說將八進制數(shù)(字符串形式)或十六進制數(shù)(0 x.形式)轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)。函數(shù)名ord調(diào)用語法asciival = ord (char);解說返回單個字符的ASCII值，與PASCAL中

39、同名函數(shù)類似。函數(shù)名chr調(diào)用語法$char = chr (asciival);解說返回ASCII值的相應(yīng)字符，與PASCAL中同名函數(shù)類似。函數(shù)名pack調(diào)用語法formatstr = pack(packformat, list);解說把一個列表或數(shù)組以在實際機器存貯格式或C等編程語言使用的格式轉(zhuǎn)化（包裝）到一個簡單變量中。參數(shù)packformat包含一個或多個格式字符，列表中每個元素對應(yīng)一個，各格式字符間可用空格或tab隔開，因為pack忽略空格。除了格式a、A和外，重復(fù)使用一種格式多次可在其后加個整數(shù)，如： $twoints = pack (i2, 103, 241);把同一格式應(yīng)用于所

40、有的元素則加個*號，如： $manyints = pack (i*, 14, 26, 11, 83);對于a和A而言，其后的整數(shù)表示要創(chuàng)建的字符串長度，重復(fù)方法如下： $strings = pack (a6 x 2, test1, test2);格式的情況比較特殊，其后必須加個整數(shù)，該數(shù)表示字符串必須的長度，如果長度不夠，則用空字符(null)補足，如： $output = pack (a 6 a, test, test2);pack函數(shù)最常見的用途是創(chuàng)建可與C程序交互的數(shù)據(jù)，例如C語言中字符串均以空字符(null)結(jié)尾，創(chuàng)建這樣的數(shù)據(jù)可以這樣做： $Cstring = pack (ax, $

41、mystring);下表是一些格式字符與C中數(shù)據(jù)類型的等價關(guān)系：字符 等價C數(shù)據(jù)類型CcharddoubleffloatiintIunsigned int (or unsigned)llongLunsigned longsshortSunsigned short完整的格式字符見下表。 格式字符 描述a用空字符(null)補足的字符串A用空格補足的字符串b位串，低位在前B位串，高位在前c帶符號字符（通常-128127）C無符號字符（通常8位）d雙精度浮點數(shù)f單精度浮點數(shù)h十六進制數(shù)串，低位在前H十六進制數(shù)串，高位在前i帶符號整數(shù)I無符號整數(shù)l帶符號長整數(shù)L無符號長整數(shù)n網(wǎng)絡(luò)序短整數(shù)N網(wǎng)絡(luò)序長整數(shù)

42、p字符串指針s帶符號短整數(shù)S無符號短整數(shù)u轉(zhuǎn)化成uuencode格式vVAX序短整數(shù)VVAX序長整數(shù)x一個空字節(jié)X回退一個字節(jié)以空字節(jié)(null)填充函數(shù)名unpack調(diào)用語法list = unpack (packformat, formatstr);解說unpack與pack功能相反，將以機器格式存貯的值轉(zhuǎn)化成Perl中值的列表。其格式字符與pack基本相同（即上表），不同的有：A格式將機器格式字符串轉(zhuǎn)化為Perl字符串并去掉尾部所有空格或空字符；x為跳過一個字節(jié)；為跳過一些字節(jié)到指定的位置，如4為跳過4個字節(jié)。下面看一個和X合同的例子： $longrightint = unpack (*

43、X4 L, $packstring);此語句將最后四個字節(jié)看作無符號長整數(shù)進行轉(zhuǎn)化。下面看一個對uuencode文件解碼的例子：1 : #!/usr/local/bin/perl2 : 3 : open (CODEDFILE, /u/janedoe/codefile) |4 : die (Cant open input file);5 : open (OUTFILE, outfile) |6 : die (Cant open output file);7 : while ($line = ) 8 : $decoded = unpack(u, $line);9 : print OUTFILE (

44、$decoded);10: 11: close (OUTFILE);12: close (CODEDFILE); 當將pack和unpack用于uuencode時，要記住，雖然它們與UNIX中的uuencode、uudecode工具算法相同，但并不提供首行和末行，如果想用uudecode對由pack的輸出創(chuàng)建的文件進行解碼，必須也把首行和末行輸出（詳見UNIX中uuencode幫助）。函數(shù)名vec調(diào)用語法retval = vec (vector, index, bits);解說顧名思義，vec即矢量(vector)函數(shù)，它把簡單變量vector的值看作多塊(維)數(shù)據(jù)，每塊含一定數(shù)目的位，合起來

45、即一個矢量數(shù)據(jù)。每次的調(diào)用訪問其中一塊數(shù)據(jù)，可以讀取，也可以寫入。參數(shù)index就象數(shù)組下標一樣，提出訪問哪一塊，0為第一塊，依次類推，要注意的是訪問次序是從右到左的，即第一塊在最右邊。參數(shù)bits指定每塊中的位數(shù)，可以為1,2,4,8,16或32。例子1 : #!/usr/local/bin/perl2 : 3 : $vector = pack (B*, 11010011);4 : $val1 = vec ($vector, 0, 4);5 : $val2 = vec ($vector, 1, 4);6 : print (high-to-low order values: $val1 and

46、 $val2n);7 : $vector = pack (b*, 11010011);8 : $val1 = vec ($vector, 0, 4);9 : $val2 = vec ($vector, 1, 4);10: print (low-to-high order values: $val1 and $val2n); 結(jié)果high-to-low order values: 3 and 13low-to-high order values: 11 and 12函數(shù)名defined調(diào)用語法retval = defined (expr);解說判斷一個變量、數(shù)組或數(shù)組的一個元素是否已經(jīng)被賦值。e

47、xpr為變量名、數(shù)組名或一個數(shù)組元素。如果已定義，返回真，否則返回假。函數(shù)名undef調(diào)用語法retval = undef (expr);解說取消變量、數(shù)組或數(shù)組元素甚至子程序的定義，回收其空間。返回值始終為未定義值，此值與空串等效。五、數(shù)組和列表函數(shù)函數(shù)名grep調(diào)用語法foundlist = grep (pattern, searchlist);解說與同名的UNIX查找工具類似，grep函數(shù)在列表中抽取與指定模式匹配的元素，參數(shù)pattern為欲查找的模式，返回值是匹配元素的列表。例子list = (This, is, a, test);foundlist = grep(/tT/, lis

48、t);結(jié)果foundlist = (This, test);函數(shù)名splice調(diào)用語法retval = splice (array, slipelements, length, newlist);解說拼接函數(shù)可以向列表（數(shù)組）中間插入元素、刪除子列表或替換子列表。參數(shù)skipelements是拼接前跳過的元素數(shù)目，length是被替換的元素數(shù)，newlist是將要拼接進來的列表。當newlist的長度大于length時，后面的元素自動后移，反之則向前縮進。因此，當length=0時，就相當于向列表中插入元素，而形如語句splice (array, -1, 0, Hello);則向數(shù)組末尾添加元素。而當newlist為空時就相當于刪除子列表，這時，如果length為空，就從第skipelements個元素后全部刪除，而刪除最后一個元素則為：splice (array, -1);這種情況下，返回值為被刪去的元素列表。函數(shù)名shift調(diào)用語法element = shift (arrayvar);解說刪去數(shù)組第一個元素