微機控制系統(tǒng)第六章課件

第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)學(xué)習(xí)要求:1．了解程序設(shè)計技術(shù)的一般過程，了解數(shù)字控制器的工程實現(xiàn);2．熟悉測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，掌握系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題和軟件抗干擾技術(shù)。1第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)學(xué)習(xí)要求:1第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)

一個完整的程序設(shè)計過程可以用右圖來說明。首先要分析用戶的要求，這大約占整個程序設(shè)計工作量的10%；然后編寫程序的說明，這大約也占10%；接著進行程序的設(shè)計與編碼，這大約占30%左右，其中設(shè)計與編碼幾乎各占15%；最后進行測試和調(diào)試，這要花費整個程序設(shè)計工作量的40%以上。2第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)

程序設(shè)計方法：一、模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計

1．模塊化程序設(shè)計

1)自底向上模塊化設(shè)計

2)自頂向下模塊化設(shè)計

2．結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是一種程序設(shè)計技術(shù)，它采用自頂向下逐步求精的設(shè)計方法和單入口單出口的控制結(jié)構(gòu)。

3第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)

程序設(shè)計的五個步驟。即問題定義、程序設(shè)計、編碼、調(diào)試、改進和再設(shè)計。問題定義階段是要明確計算機完成哪些任務(wù)、執(zhí)行什么程序，決定輸入輸出的形式，與接口硬件電路的連接配合以及出錯處理方法；程序設(shè)計是利用程序?qū)θ蝿?wù)做出描述，使用的方法有模塊程序設(shè)計法和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計法；編碼是指程序設(shè)計人員選取一種適當(dāng)?shù)母呒?或匯編)語言，書寫程序；調(diào)試就是利用各種測試方法檢查程序的正確性；改進和再設(shè)計是根據(jù)調(diào)試中的問題對原設(shè)計作修改，并對程序進行改進設(shè)計和補充。一、模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計4第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)二、高級語言與匯編語言混合編程

1．匯編語言編程例如：INAX，2l0HMOVDX，220HINAL，DX

又如：MOVDX，230HMOVAX，3435HOUTDX，AXMOVAL，26HOUT240H，AL5第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)二、高級第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)二、高級語言與匯編語言混合編程

2．高級語言編程

例如：

A1=_inpw(0x210)A2=_inp(0x220)

又如：

_outpw(0x230，0x3435)_outp(0x240，0x26)6第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)二、第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)

三、工業(yè)控制組態(tài)軟件

組態(tài)軟件，又稱監(jiān)控組態(tài)軟件，譯自英文SCADA,即Supervision,ControlandDataAquisition(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制),組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(tǒng)(RTUSystem,RemoteTerminalUnit)。

7第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)

三、工業(yè)控制組態(tài)軟件

組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對應(yīng)于原有的HMI（人機接口軟件，HumanMachineInterface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。8第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)

三、工業(yè)控制組態(tài)軟件國內(nèi)組態(tài)軟件：

1.力控ForceControl組態(tài)軟件（北京三維力控科技有限公司

2.組態(tài)王KingView組態(tài)軟件（北京亞控科技發(fā)展有限公司）

3.realinfo組態(tài)軟件(紫金橋軟件技術(shù)有限公司)

4.MCGS組態(tài)軟件(北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司)5.開物(controx)組態(tài)軟件

6.易控(INSPEC)”

組態(tài)軟件國外組態(tài)軟件：

1、InTouch2、IFix3、Citech

4、WinCC（西門子）

9第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)

三、工業(yè)控制組態(tài)軟件組態(tài)軟件實例

隨著組態(tài)軟件技術(shù)的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。10第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準

系統(tǒng)誤差是指在相同條件下，經(jīng)過多次測量，誤差的數(shù)值（包括大小符號）保持恒定，或按某種已知的規(guī)律變化的誤差。這種誤差的特點是，在一定的測量條件下，其變化規(guī)律是可以掌握的，產(chǎn)生誤差的原因一般也是知道的，因此原則上講，系統(tǒng)誤差是可以通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)途徑來確定并加以校正的。在系統(tǒng)的測量輸入通道中，一般均存在零點偏移和漂移，產(chǎn)生放大電路的增益誤差及器件參數(shù)的不穩(wěn)定等現(xiàn)象，這些誤差都屬于系統(tǒng)誤差。11第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準

偏移校準在實際中應(yīng)用最多，并且常采用程序來實現(xiàn)，稱為數(shù)字調(diào)零。調(diào)零電路如圖。信號調(diào)理信號轉(zhuǎn)換信號處理12第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準

在測量時，先把多路輸入接到所需測量的一組輸入電壓上進行測量，測出這時的輸入值為x1，然后把多路開關(guān)的輸入接地，測出零輸入時A/D轉(zhuǎn)換器的輸出為x0，用x1減去x0即為實際輸入電壓x。采用這種方法，可去掉輸入電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器本身的偏移及隨時間和溫度而發(fā)生的各種漂移的影響，從而大大降低對這些電路器件的偏移值的要求，簡化硬件成本。13第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準14第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準1.全自動校準全自動校準由系統(tǒng)自動完成，不需人的介入，其電路結(jié)構(gòu)見上圖。該電路的輸入部分加有一個多路開關(guān)。系統(tǒng)在剛上電時或每隔一定時間時，自動進行一次校準。這時，先把開關(guān)接地，測出這時的輸入值x0，然后把開關(guān)接VR，測出輸入值x1，并存放x1、x0，在正式測量時，如測出的輸入值為x，則這時的V可用下式計算得出:

15第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準2.人工自動校準

全自動校準只適于基準參數(shù)是電信號的場合，并且它不能校正由傳感器引入的誤差。為了克服這種缺點，可采用人工自動校準。人工自動校準的原理與全自動校準差不多。只是現(xiàn)在不是自動定時進行校準，而是由人工在需要時接入標準的參數(shù)進行校準測量，把測得的數(shù)據(jù)存儲起來，供以后使用。一般人工自動校準只測一個標準輸入信號yR

，零信號的補償由數(shù)字調(diào)零來完成。設(shè)數(shù)字調(diào)零后測出的數(shù)據(jù)分別為xR(接校準輸入yR時)和x(接被測輸入Y時)，則可按下式來計算Y。

16第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

二、線性化處理鉑熱電阻的阻值與溫度的關(guān)系

Pt100鉑電阻適用于-200～850℃全部或部分范圍內(nèi)測溫，其主要特性是測溫精度高，穩(wěn)定性好。Pt100鉑熱電阻的阻值與溫度的關(guān)系為：在-200～0℃范圍內(nèi)，有：Rt=R0〔1+At+Bt2+C(t-100℃)t3〕

在0～850℃范圍內(nèi)，有：Rt=R0(1+At+Bt2)

其中：A=3.90802×10-3℃-1B=-5.802×10-7℃-2C=-4.27350×10-12℃-4R0=100Ω（0℃的電阻值）17第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

二、線性化處理2.熱電偶的熱電勢與溫度的關(guān)系

熱電偶的熱電勢同所測溫度之間是非線性關(guān)系。例如鐵—康銅熱電偶，在0～400℃范圍內(nèi)，當(dāng)允許誤差＜±1℃，按下式計算溫度:T=a4E4+a3E3+a2E2+a1E

式中E為熱電勢〔mV〕，T為溫度〔℃〕，

a1=1.9750953×10a2=-1.8542600×10-1a3=8.3683958×10-1a4=-1.3280568×10-4又例如，鎳鉻—鎳鋁熱電偶，在400℃～1000℃范圍內(nèi)，按下式計算溫度

T=b4E4+b3E3+b2E2+b1E+b0

式中E為熱電勢〔mV〕，T為溫度〔℃〕，

b0=-2.4707112×10b1=-2.9465633×10b2=-1.8542600×10-1b3=6.5075717×10-3b4=-3.9663834×10-518第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

三、標度變換方法

計算機控制系統(tǒng)在讀入被測模擬信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，往往要轉(zhuǎn)換成操作人員所熟悉的工程值。這是因為被測量對象的各種數(shù)據(jù)的量綱與A/D轉(zhuǎn)換的輸入值是不一樣的。例如，壓力的單位為Pa，流量的單位為m3/h，溫度的單位為℃等。這些參數(shù)經(jīng)傳感器和A/D轉(zhuǎn)換后得到一系列的數(shù)碼，這些數(shù)碼值并不一定等于原來帶有量綱的參數(shù)值，它僅僅對應(yīng)于參數(shù)值的大小，故必須把它轉(zhuǎn)換成帶有量綱的數(shù)值后才能運算、顯示或打印輸出，這種轉(zhuǎn)換就是標度變換。標度變換有各種類型，它取決于被測參數(shù)的傳感器的類型，應(yīng)根據(jù)實際要求來選用適當(dāng)?shù)臉硕茸儞Q方法。

19第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

三、標度變換方法

這種標度變換的前提是參數(shù)值與A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果之間為線性關(guān)系，是最常用的變換方法。它的變換公式如下:Y=(Ymax-Ymin)(X-Nmin)/(Nmax-Nmin)+Ymin

其中：Y表示參數(shù)測量值，Ymax表示參數(shù)量程最大值,Ymin表示參數(shù)量程最小值，Nmax表示Ymax對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的輸入值，Nmin表示量程起點Ymin對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的輸入值，X表示測量值Y對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值。1.線性變換公式20第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

三、標度變換方法

有些傳感器測出的數(shù)據(jù)與實際的參數(shù)不是線性關(guān)系，它們有著由傳感器和測量方法決定的函數(shù)關(guān)系，并且這些函數(shù)關(guān)系可用解析式來表示，可采用直接按解析式來計算。如當(dāng)用差壓變送器來測量信號時，由于差壓與流量的平方成正比，這樣，實際流量Y與差壓變送器并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的測量值X成平方根關(guān)系。這時可采用如下計算公式：2.公式轉(zhuǎn)換法

21第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

四、越限報警處理

由采樣讀入的數(shù)據(jù)或經(jīng)計算機處理后的數(shù)據(jù)是否超出工藝參數(shù)的范圍，計算機要加以判別，如果超越了規(guī)定數(shù)值，就需要通知操作人員采樣相應(yīng)的措施，確保生產(chǎn)安全。越限報警是工業(yè)控制過程常見而又實用的一種報警形式，它分為上限報警、下限報警及上下限報警。如果需要判斷的報警參數(shù)是xn，該參數(shù)的上下限約束值分別為xmax和xmin，則上下限報警的物理意義如下：上限報警：若xn＞xmax則上限報警，否則繼續(xù)執(zhí)行原定操作。下限報警：若xn＜xmin,則下限報警，否則繼續(xù)執(zhí)行原定操作。上下限報警：若xn＞xmax，則上限報警，否則對下式做判別：xn＜xmin

否？若是則下限報警，否則繼續(xù)原定操作。根據(jù)上述規(guī)定，程序可以實現(xiàn)對被參數(shù)y、偏差e以及控制量u進行上下限檢查。

22第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

數(shù)字控制器的算法程序可被所有的控制回路公用，只是各控制回路的原始數(shù)據(jù)不同。因此，必須為每個回路提供一段內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)，以便存放參數(shù)。既然數(shù)字控制器是公共子程序，那就應(yīng)該在設(shè)計時，必須考慮各種工程實際問題，并含有多種功能，以便用戶選擇。數(shù)字控制器算法的工程實際可分為6部分，如圖所示數(shù)字控制器（PID)的控制模塊。

23第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

一、給定值和被控量處理1.給定值處理

給定值處理包括選擇定值SV和給定值變化率限制SR兩部分，如圖所示。通過選擇軟開關(guān)CL/CR，可以構(gòu)成內(nèi)給定狀態(tài)或外給狀態(tài)；通過選擇軟開關(guān)CAS/SCC，可以構(gòu)成串級控制CAS或SCC控制。內(nèi)給定值外給定值給定值變化率限制24第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

一、給定值和被控量處理1.給定值處理

（1）內(nèi)給定狀態(tài):當(dāng)軟開關(guān)CL/CR切向CL位置時，選擇操作員設(shè)置的給定值SVL。這時系統(tǒng)處于單回路控制的內(nèi)給定狀態(tài)，利用給定值鍵可以改變給定值。

(2)外給定狀態(tài):當(dāng)軟開關(guān)CL/CR切向CR位置時，給定值來自上位計算機、主回路或運算模塊。這時系統(tǒng)處于外給定狀態(tài)。在此狀態(tài)下，可以實現(xiàn)以下兩種控制方式。

A.SCC控制:當(dāng)軟開關(guān)CAS/SCC切向位置SCC位置時，接收自上位計算機的給定值SVS，以便實現(xiàn)二級計算機控制。

B.串級控制:當(dāng)軟開關(guān)CAS/SCC切向CAS位置時，給定值SVC來自主調(diào)節(jié)模塊，實現(xiàn)串級控制。25第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

一、給定值和被控量處理1.給定值處理(3)給定值變化率限制為了減少給定值突變對控制系統(tǒng)的擾動，防止飽和，以實現(xiàn)平穩(wěn)控制，需要對給定值的變化率SR加以限制。變化率的選取要適中，過小使響應(yīng)變慢，過大達不到限制的目地的。綜上所述，在給定值處理框圖中，共具有3個輸入量(SVL、SVC、SVS)，2個輸出量(SV、CSV)，2個開關(guān)量(CL/CR，CAS/SCC)，1個變化率(SR)。為了便于PID控制程序調(diào)用這些量，需要給每個PID控制模塊提供一段內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)，來存儲以上變量。26第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

一、給定值和被控量處理2.被控制量處理

為了安全運行，需要對被控量PV進行上下限報警處理，其原理如圖所示。上限報警下限報警被控量變化率報警死區(qū)27第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

一、給定值和被控量處理2.被控制量處理

當(dāng)PV＞PH(上限值)時，則上限報警狀態(tài)(PHA)“1”；當(dāng)PV＜PL(下限值)時，則下限報警狀態(tài)(PLA)“1”

當(dāng)出現(xiàn)上、下限報警狀態(tài)(PHA、PLA)時，它們通過驅(qū)動電路發(fā)出聲或光，以便提醒操作員注意。為了不使PHA/PLA的狀態(tài)頻繁改變，可以設(shè)置一定的報警死區(qū)(HY)。為了實現(xiàn)平穩(wěn)控制，需要對參與控制的被控量的變化率PR加限制。變化率的選取要適中，過小會使響應(yīng)變慢，過大則不到限制的目地。

28第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

二、偏差處理

偏差處理分為計算偏差、偏差報警、非線性特性和輸入補償?shù)人牟糠?，如圖所示。偏差報警方向控制輸入補償輸入補償量29第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

二、偏差處理

1.計算偏差

根據(jù)正/反作用方式(D/R)計算偏差DV，即：當(dāng)D/R=0，代表正作用，此時偏差DV+=CPV-CSV；當(dāng)D/R=1，代表反作用，此時偏差DV-=CSV-CPV；

2.偏差報警對于控制要求較高的對象，不僅要設(shè)置被控制量PV的上、下限報警，而且要設(shè)置偏差報警。當(dāng)偏差絕對值＞DL時，則偏差報警狀態(tài)DLA為“1”。30第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

二、偏差處理

3.輸入補償根據(jù)輸入補償方式ICM狀態(tài)，決定偏差DVC與補償量ICV之間的關(guān)系，即：當(dāng)ICM=0，代表無補償，此時CDV=DVC；當(dāng)ICM=1，代表加補償，此時CDV=DVC+ICV；當(dāng)ICM=2，代表減補償，此時CDV=DVC-ICV；當(dāng)ICM=3，代表置換補償，此時CDV=ICV。利用加、減輸入補償，可以分別實現(xiàn)前饋控制和純滯補償(Smith)控制。31第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

二、偏差處理

4.非線性特性為了實現(xiàn)非線性PID控制或帶死區(qū)的PID控制，設(shè)置了非線性區(qū)-A至+A和非線性增益K，非線性特性如圖所示。當(dāng)K=0時，則為帶死區(qū)的PID控制；當(dāng)0＜K＜1時，則為非線性PID控制；當(dāng)K=1時，則為正常的PID控制。32第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

三、控制算法的實現(xiàn)

在自動狀態(tài)下，需要進行控制計算，即按照各種控制算法的差分方程，計算控制量U，并進行上、下限限幅處理，如圖所示。以PID控制算法為例，當(dāng)軟開關(guān)DV/PV切向DV位時，則選用偏差微分方式；當(dāng)軟開關(guān)DV/PV切向PV位置時，則選用測量(即被控量)微分方式。CPV33第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

四、控制量處理

一般情況下，在輸出控制量Uk以前，還應(yīng)經(jīng)過圖所示的各項處理和判斷，以便擴展控制功能，實現(xiàn)安全平穩(wěn)操作。1.輸出補償根據(jù)輸出補償方式OCM的狀態(tài)，決定控制量UK與輸出補償量OCV之間的關(guān)系：當(dāng)OCM=0，代表無補償，此時Uc=Uk當(dāng)OCM=1，代表加補償，此時Uc=Uk+OCV當(dāng)OCM=2，代表減補償，此時Uc=Uk-OCV當(dāng)OVM=3，代表置換補償，此時Uc=OCV輸出補償變化率限制34第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

四、控制量處理2.變化限制：為了實現(xiàn)平穩(wěn)操作，需要對控制量的變化率MR加以限制。變化率的選取要適中，過小會使操作緩慢，過大則達不到限制的目的。

3.輸出保持：當(dāng)軟開關(guān)FH/NH切向NH位置時，現(xiàn)時刻的控制量u(k)等于前一時刻的控制量u(k-1)，也就是說，輸出控制量保持不變。當(dāng)軟開關(guān)FH/NH切向FH位置時，又恢復(fù)正常輸出方式。軟開關(guān)FH/NH狀態(tài)一般來自系統(tǒng)安全報警開關(guān)。

4.安全輸出：當(dāng)軟開關(guān)FS/NS切向NS位置時，現(xiàn)時刻的控制量等于預(yù)置的安全輸出量MS。當(dāng)軟開關(guān)FS/NS切向FS位置時，又恢復(fù)正常輸出方式。軟開關(guān)FS/NS狀態(tài)一般來自系統(tǒng)安全報警開關(guān)。35第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

五、自動手動切換

在正常運行時，系統(tǒng)處于自動狀態(tài)，而在調(diào)試階段或出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)處于手動狀態(tài)。下圖為自動/手動切換處理框圖。手動自動選擇控制量限幅36第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

五、自動手動切換1.軟自動/軟手動當(dāng)軟開關(guān)SA/SM切向SA位置時，系統(tǒng)處于正常的自動狀態(tài)，稱為軟自動(SA)；反之，切向SM位置時，控制量來自操鍵盤或上位計算機，此時系統(tǒng)處于計算機手動狀態(tài)，稱為軟手動(SM)。一般在調(diào)試階段，采用軟手動(SM)方式。

2.控制量限幅為了保證執(zhí)行機構(gòu)工作在有效范圍內(nèi)，需要對控制量Us進行上、下限限幅處理，使得ML≤MV≤MH，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出0～10mA（DC）或4～20mA(DC)。

37第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

五、自動手動切換

3.自動/手動對于一般的計算機控制系統(tǒng)，可采用手動操作器作為計算機的后備操作。當(dāng)切換開關(guān)處于HA位置時，控制量MV通過D/A輸出，此時系統(tǒng)處于正常的計算機控制方式，稱為自動狀態(tài)(HA狀態(tài))；反之，若切向HM位置，則計算機不再承擔(dān)控制任務(wù)，由運行人員通過手動操作器輸出0～10mA（DC）或4～20mA(DC)信號，對執(zhí)行機構(gòu)進行遠方操作，這稱手動狀態(tài)(HM狀態(tài))。38第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)

五、自動手動切換

4.無平衡無擾動切換

為了完成無平衡無擾動切換，就需采取以下措施。為了實現(xiàn)從手動到自動的無平衡無擾動切換，在手動(SM或HM)狀態(tài)下，盡管并不進行PID計算，但應(yīng)使給定值(CSV)跟蹤被控量(CPV)，同時也要把歷史數(shù)據(jù)，如e(k-1)和e(k-2)清零，還要使u(k-1)跟蹤手動控制量(MV和VM)。這樣，一旦切向自動而u(k-1)又等于切換瞬間的手動控制量，這就保證了PID控制量的連續(xù)性。當(dāng)然，這一切需要有相應(yīng)的硬件電路配合。當(dāng)從自動(SA與HA)切向手動(SM)時，只要計算機應(yīng)用程序工作正常，就能自動保證無擾動切換。當(dāng)從自動(SA與HA)切向硬手動(HM)時，通過手動操作器電路，也能保證無擾動切換。39第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第三節(jié)數(shù)字控制器的工程實第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題

實現(xiàn)一個計算機控制系統(tǒng)時必須回答這樣一些問題：轉(zhuǎn)換器應(yīng)有多精確？在計算中要求什么樣的精度？為了回答這些問題，必須了解限制條件的影響并估計其對閉環(huán)系統(tǒng)造成的后果。這并不是一個無關(guān)緊要的問題，因為其答案與反饋、算法和采樣速率的綜合作用有關(guān)。

40第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題

一、量化誤差來源

1.量化誤差設(shè)計算機字長為n1，采用定點無符號整數(shù)，則機內(nèi)數(shù)的最小單位q=1/(2n1-1)≈2-n1

稱為量化單位。

通過A/D轉(zhuǎn)換可計算出模擬電壓x相當(dāng)于多少個整量化單位，即：x=Lq+ε

式中L為整數(shù)，對于余數(shù)ε(ε＜q)可以用截尾或舍入來處理。所謂截尾就是舍掉數(shù)值中小于q的余數(shù)，其截尾誤差εt

為：εt=xr-x

式中：x為實際數(shù)值，xr

舍入后的數(shù)值。顯然-q<εt≤0。所謂舍入是指，當(dāng)被舍掉的余數(shù)ε大于或等于量化單位的一半時，則最小有效位加1；而當(dāng)余數(shù)ε小于量化單位的一半時，則舍掉ε。這時舍入誤差為：εr=xr-x

式中x為實際數(shù)值，xr舍入后的數(shù)值。顯然-q/2≤εt≤q/2。41第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題

一、量化誤差來源

1.量化誤差在計算機控制系統(tǒng)中數(shù)值誤差源有三個：首先被測參數(shù)(模擬量)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量時產(chǎn)生了第一次量化誤差。在運算之前，運算式的參數(shù)（PID）算式的KP

、TI、TD等必須預(yù)先置入指定的內(nèi)存單元。由于字長有限，對參數(shù)可采用截尾或舍入來處理。另處在運算過程中，也會產(chǎn)生誤差。這些是在CPU內(nèi)產(chǎn)生的第二次量化誤差。計算機輸出的數(shù)字控制時經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器變成模擬量，在模擬量輸出裝置內(nèi)產(chǎn)生了第三次量化誤差。42第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題

一、量化誤差來源

2.量化誤差來源從圖可以看出，產(chǎn)生量化誤差的原因主要有以下幾個方面。43第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題

一、量化誤差來源

2.量化誤差來源（1）A/D轉(zhuǎn)換的量化效應(yīng)（2）控制規(guī)律計算中的量化效應(yīng)（3）控制參數(shù)的量化效應(yīng)（4）D/A轉(zhuǎn)換的量化效應(yīng)44第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題

二、A/D、D/A及運算字長的選擇

1．A/D轉(zhuǎn)換器的字長選擇為把量化誤差限制在所允許的范圍內(nèi)，應(yīng)使A/D轉(zhuǎn)換器有足夠的字長。確定字長要考慮的因素是：輸入信號x的動態(tài)范圍和分辨率。（1）輸入信號的動態(tài)范圍設(shè)輸入信號的最大值和最小值之差為:

Xmax-xmin=(2n1-1)λ〔mV〕

式中n1為A/D轉(zhuǎn)換器的字長，λ為轉(zhuǎn)換當(dāng)量〔mV/bit〕

動態(tài)范圍為

:

2n1-1=(xmax-xmin)/λA/D轉(zhuǎn)換器字長為：

n1≥log2(1+(xmax-xmin)/λ)45第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題

二、A/D、D/A及運算字長的選擇（2）分辨率有時對A/D器的字長要求以分辨率形式給出。分辨率定義為：

D=1/(2n1-1)

如果所要求的分辨率為D0，則字長為：

n1≥log2(1+1/D0)46第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題

二、A/D、D/A及運算字長的選擇

2.D/A轉(zhuǎn)換器的字長選擇

D/A轉(zhuǎn)換器輸出一般都通過功率放大器推動執(zhí)行機構(gòu)的最大輸入值為umax,最小輸入值為umin，靈敏度為λ，參照D/A轉(zhuǎn)換器的字長：n1≥log2(1+(umax-umin)/λ

即D/A轉(zhuǎn)換器的輸出應(yīng)滿足執(zhí)行機構(gòu)動態(tài)范圍的要求。一般情況下，可選D/A字長小于或等于A/D字長。在計算機控制中，常用的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器字長為8位、10位和12位，按照上述分式估算出的字長取整后在這三種之一。特殊被控對象，可選更高分辨率（如14位、16位、18位等）的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器。47第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第四節(jié)系統(tǒng)的有限字長數(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，由于被控對象所處環(huán)境比較惡劣，常存在有干擾源，如環(huán)境溫度、電場、磁場等，使采樣值偏離真實值。對于各種隨機出現(xiàn)的干擾信號，在微機組成的自動檢測系統(tǒng)中，常通過一定的計算程序，對多次采樣信號構(gòu)成的數(shù)據(jù)系列進行平滑加工，以提高其有用信號在采樣值中所占的比例，減少乃至消除各種干擾及噪音，以保證系統(tǒng)工作的可靠性。48第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)數(shù)字濾波器與模擬RC濾波器相比，具有如下優(yōu)點：●無需增加任何硬設(shè)備，只要在程序進入數(shù)據(jù)處理和控制算法之前，附加一段數(shù)字濾波程序即可。●由于數(shù)字濾波器不需增加硬設(shè)備，所以系統(tǒng)可靠性高，不存在阻抗匹配問題?！衲M濾波器通常是各通道專用，而數(shù)字濾波器則可多通道共享，從而降低了成本?！窨梢詫︻l率很低(如0.01Hz)的信號進行濾波，而模擬濾波器由于受電容容量的限制，頻率不可能太低?！袷褂渺`活、方便，可根據(jù)需要選擇不同的濾波方法，或改變?yōu)V波器的參數(shù)。49第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（一）程序判斷濾波經(jīng)驗說明，許多物理量的變化都需要一定的時間，相鄰兩次采樣值之間的變化有一定的限度。程序判斷濾波的方法，便是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，確定出相鄰兩次采樣信號之間可能出現(xiàn)的最大偏差ΔY。若超過此偏差值，則表明該輸入信號是干擾信號，應(yīng)該去掉；如小于此偏差值，可將信號作為本次采樣值。當(dāng)采樣信號由于隨機干擾，如大功率用電設(shè)備的啟動或停止，造成電流的尖峰干擾或誤檢測，以及變送器不穩(wěn)定而引起的嚴重失真等，可采用程序判斷法進行濾波。50第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（一）程序判斷濾波

1．限幅濾波限幅濾波的作法是把兩次相鄰的采樣值想減，求出其增量（絕對值），然后與兩次采樣允許的最大差值（由被控對象的實際情況決定）△Y進行比較，若小于或等于△Y，則取本次采樣值；若大于△Y，則仍取上次采樣值作為本次采樣值，即：

|Y(k)-Y(k-1)|≤△Y，則Y(k)=Y(k)，取本次采樣值

|Y(k)-Y(k-1)|>△Y，則Y(k)=Y(k-1)，取上次采樣值式中:Y(k)——第k次采樣值；

Y(k-1)——第(k-1)次采樣值；51第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（一）程序判斷濾波

1．限幅濾波這種程序濾波方法，主要用于變化比較緩慢的參數(shù)，如溫度、物理位置等測量系統(tǒng)。使用時關(guān)鍵問題是最大允許誤差△Y的選取，△Y太大，各種干擾信號將“乘機而入”，使系統(tǒng)誤差增大；△Y太小，又會使某些有用信號被“拒之門外”，使計算機采樣效率變低。因此，門限值△Y的選取是非常重要的。通?？筛鶕?jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)獲得，必要時，也可由實驗得出。52第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（一）程序判斷濾波

2．限速濾波限幅濾波是用兩次采樣值來決定采樣結(jié)果，而限速濾波則最多可用三次采樣值來決定采樣結(jié)果。其方法是，當(dāng)|Y(2)-Y(1)|>△Y時，不是象限幅濾波那樣，用Y(1)作為本次采樣值，而是再采樣一次，取得Y(3)，然后根據(jù)|Y(3)-Y(2)|與△Y的大小關(guān)系來決定本次采樣值。其具體判別式如下。設(shè)順序采樣時刻t1、t2、t3所采集的參數(shù)分別為Y(1)、Y(2)、Y(3)，那么當(dāng)|Y(2)-Y(1)|≤△Y時，Y(2)輸入計算機；當(dāng)|Y(2)-Y(1)|>△Y時，Y(2)不采用，但仍保留，繼續(xù)采樣取得Y(3)當(dāng)|Y(3)-Y(2)|≤△Y時，Y(3)輸入計算機當(dāng)|Y(3)-Y(2)|>△Y時，則?。╕（2）+Y（3））/2輸入計算機53第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（二）中值濾波所謂中值濾波是對某一參數(shù)連續(xù)采樣n次(一般n取奇數(shù))，然后把n次的采樣值從小到大，或從大到小排隊，再取其中間值作為本次采樣值。中值濾波對于去掉偶然因素引起的波動或采樣器不穩(wěn)定而造成的誤差所引起的脈動干擾比較有效。若變量變化比較緩慢，采用中值濾波效果比較好，但對快速變化過程的參數(shù)，如流量，則不宜采用。54第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（三）算術(shù)平均值濾波算術(shù)平均值法是要按輸入的N個采樣為數(shù)據(jù)x1(i=1～N),尋找這樣一個Y，使Y與各采樣值間的偏差的平方和為最小，使：由一元函數(shù)求極值原理可得:55第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)一第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（三）算術(shù)平均值濾波

算術(shù)平均濾波主要用于對壓力、流量等周期脈動的采樣值進行平滑加工，但對脈沖性干擾的平滑作用尚不理想。因而它不適用于脈沖性干擾比較嚴重的場合。采樣次數(shù)N，取決于平滑度和靈敏度。隨著N值的增大，平滑度將提高，靈敏度降低。通常對流量參數(shù)濾波時，N取12次，對壓力取4次，至于溫度，如無噪聲干擾可不平均。56第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（四）加權(quán)平均值濾波

算術(shù)平均值中，對于N次以內(nèi)所有的采樣值來說，所占的比例是相同的，亦即取每次采樣值的1/N。但有時為了提高濾波效果，將各采樣值取不同的比例，然后再相加，此方法稱為加權(quán)平均法。一個n項加權(quán)平均式為：

式中C0、C1、C2、···、Cn-1為各次采樣值的系數(shù)，它體現(xiàn)了各次采樣值在平均值中所占的比例，可根據(jù)具體情況決定。一般采樣次數(shù)愈靠后，取的比例愈大，這樣可增加新的采樣值在平均值中的比例。這種濾波方法可以根據(jù)需要突出信號的某一部分，抑制信號的另一部分。57第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（五）滑動平均值濾波

不管是算術(shù)平均值濾波，還是加權(quán)平均值濾波，都需連續(xù)采樣N個數(shù)據(jù)，然后求算術(shù)平均值或加權(quán)平均值。這種方法適合于有脈動式干擾的場合。但由于必須采樣N次，需要時間較長，故檢測速度慢。為了克服這一缺點，可采用滑動平均值濾波法。即先建立一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，依順序存放N次采樣數(shù)據(jù)，每采進一個新數(shù)據(jù)，就將最早采集的那個數(shù)據(jù)丟掉，而后求包括新數(shù)據(jù)在內(nèi)的N個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值或加權(quán)平均值。這樣，每進行一次采樣，就可計算出一個新的平均值，從而大大加快了數(shù)據(jù)處理的速度。這種濾波程序設(shè)計的關(guān)鍵是，每采樣一次，移動一次數(shù)據(jù)塊，然后求出新一組數(shù)據(jù)之和，再求平均值?；瑒悠骄禐V波程序有兩種，一種是滑動算術(shù)平均值濾波，一種是滑動加權(quán)平均值濾波。58第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)

（六）RC低通數(shù)字濾波前面講的幾種濾波方法基本上屬于靜態(tài)濾波，主要適用于變化過程比較快的參數(shù)，如壓力、流量等。但對于慢速隨機變量采用短時間內(nèi)連續(xù)采樣求平均值的方法，其濾波效果往往不夠理想。為了提高濾波效果，可以仿照模擬系統(tǒng)RC低通濾波器的方法，用數(shù)字形式實現(xiàn)低通濾波。模擬低通濾波器的傳遞函數(shù)

τ為RC濾波器的時間常數(shù)，τ=RC。

59第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)

（六）RC低通數(shù)字濾波

RC低通濾波器實際上是一個一階滯后濾波系統(tǒng)。將傳遞函數(shù)離散后，可得：Y(k)=(1-α)Y(k-1)+αX(k)

該式即為模擬RC低通濾波器的數(shù)字濾波器其中：X(k)—第k次采樣值；Y(k-1)—第k-1次濾波結(jié)果輸出值；Y(k)—第k次濾波結(jié)果輸出值；α—濾波平滑系數(shù)，α=l-e-T/τ；T—采樣周期。對于一個確定的采樣系統(tǒng)而言，T為已知量，由α=l-e-T/τ，可得：

α《1時，ln(1-α)-1=α所以上式可簡化為：τ≈T/α或α≈T/τ

從式中可清楚地看出，采樣周期T和RC濾波器的時間常數(shù)τ及相應(yīng)的數(shù)字濾波器的濾波平滑系數(shù)α之間的關(guān)系。60第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（七）復(fù)合數(shù)字濾波為了進一步提高濾波效果，有時可以把兩種或兩種以上不同濾波功能的數(shù)字濾波器組合起來，組成復(fù)合數(shù)字濾波器，或稱多級數(shù)字濾波器。例如，前面講的算術(shù)平均濾波或加權(quán)平均濾波，都只能對周期性的脈動采樣值進行平滑加工，但對于隨機的脈沖干擾，如電網(wǎng)的波動，變送器的臨時故障等，則無法消除。然而，中值濾波卻可以解決這個問題。因此，我們可以將二者組合起來，形成多功能的復(fù)合濾波。即把采樣值先按從大到小的順序排列起來，然后將最大值和最小值去掉，再把余下的部分求和并取其平均值。61第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

一、數(shù)字濾波技術(shù)（八）各種數(shù)字濾波性能的比較

1．濾波效果一般來說，對于變化比較慢的參數(shù)，如溫度，可選用程序判斷濾波及一階滯后濾波方法。對那些變化比較快的脈沖參數(shù)，如壓力、流量等，則可選擇算術(shù)平均和加權(quán)平均濾波法，特別是加權(quán)平均濾波法更好。至于要求比較高的系統(tǒng)，需要用復(fù)合濾波法。在算術(shù)平均濾波和加權(quán)平均濾波中，其濾波效果與所選擇的采樣次數(shù)N有關(guān)。N越大，則濾波效果越好，但花費的時間也愈長。高通及低通濾波程序是比較特殊的濾波程序，使用時一定要根據(jù)其特點選用。

2．濾波時間在考慮濾波效果的前提下，應(yīng)盡量采用執(zhí)行時間比較短的程序，若計算機時間允許，可采用效果更好的復(fù)合濾波程序。62第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

二、開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)

1.開關(guān)量(數(shù)字量)信號輸入抗干擾措施干擾信號多呈毛刺狀，作用時間短，利用這一特點，我們在采集某一開關(guān)量信號時，可多次重復(fù)采集，直到連續(xù)兩次或兩次以上結(jié)果完全一致方為有效。若多次采樣后，信號總是變化不定，可停止采集，給出報警信號，由于開關(guān)量信號主要是來自各類開關(guān)型狀態(tài)傳感器，如限位開關(guān)、操作按鈕、電氣觸點等，對這些信號的采集不能用多次平均方法，必須絕對一致才行。如果開關(guān)量信號超過8個，可按8個一組進行分組處理，也可定義多字節(jié)信息暫存區(qū)，按類似方法處理。在滿足實時性要求的前提下，如果在各次采集數(shù)字信號之間接入一段延時，效果會好一些，就能對抗較寬的干擾。63第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

二、開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)

2．開關(guān)量(數(shù)字量)信號輸出抗干擾措施

輸出設(shè)備是電位控制型還是同步鎖存型，對干擾的敏感性相差較大。前者有良好的抗“毛刺”干擾能力，后者不耐干擾，當(dāng)鎖存線上出現(xiàn)干擾時，它就會盲目鎖存當(dāng)前的數(shù)據(jù)，也不管此時是否有效。輸出設(shè)備和響應(yīng)速度與干擾的耐受能力也有很大關(guān)系。慣性大的設(shè)備(如各類電磁執(zhí)行機構(gòu))對“毛刺”干擾有一定的耐受能力。慣性小的輸出設(shè)備(通信口中、顯示設(shè)備)耐受能力就小一些。在軟件上，最為有效的方法就是重復(fù)輸出同一個數(shù)據(jù)。只要有可能，其重復(fù)周期盡可能短些。外設(shè)設(shè)備接受到一個被干擾的錯誤信息后，還來不及作出有效的反應(yīng)，一個正確的輸出信息又來到了，就可及時防止錯誤動作的產(chǎn)生。另外，各類數(shù)據(jù)鎖存器盡可能和CPU安裝在同一電路板上，使傳輸線上傳送的都是已鎖存的電位控制信號，對于重要的輸出設(shè)備，最好建立檢測通道，CPU可以檢測通道來確定輸出結(jié)果的正確性。64第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

三、指令冗余技術(shù)當(dāng)CPU受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行，引起程序混亂。當(dāng)程序彈飛到某一單字節(jié)指令上時，便自動納入正軌。當(dāng)彈飛到某一雙字節(jié)指令上時，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯。當(dāng)程序彈飛到三字節(jié)指令上時，因它有兩個操作數(shù)，繼續(xù)出錯的機會就更大。因此，我們應(yīng)多采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)指令(NOP)或?qū)⒂行巫止?jié)指令重復(fù)書寫，這便是指令冗余。指令冗余無疑會降低系統(tǒng)的效率，但在絕大多數(shù)情況下，(CPU)還不致于忙到不能多執(zhí)行幾條指令的程度，故這種方法還是被廣泛采用。65第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)

四、軟件陷阱技術(shù)

指令冗余使彈飛的程序安定下來是有條件的，首先，彈飛的程序必須落到程序區(qū)，其次，必須執(zhí)行到冗余指令。所謂軟件陷阱，就是一條引導(dǎo)指令，強行將捕獲的程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門對程序出錯進行處理的程序。如果我們把這段程序的入口標號記為ERR的話，軟件陷阱即為一條無條件轉(zhuǎn)移指令，為了加強其捕捉效果，一般還在它前面加兩條NOP指令，因此真正的軟件陷阱由3條指令構(gòu)成:NOPNOPJMPERR

軟件陷阱安排在以下四種地方：（1）未使用的中斷向量區(qū)；（2）未使用的大片ROM空間；（3）表格；（4）程序區(qū)。由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的地方，故不影響程序執(zhí)行效率，在當(dāng)前EPROM容量不成問題的條件下，還是多多益善。

66第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第五節(jié)軟件抗干擾技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)學(xué)習(xí)要求:1．了解程序設(shè)計技術(shù)的一般過程，了解數(shù)字控制器的工程實現(xiàn);2．熟悉測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，掌握系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題和軟件抗干擾技術(shù)。67第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)學(xué)習(xí)要求:1第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)

一個完整的程序設(shè)計過程可以用右圖來說明。首先要分析用戶的要求，這大約占整個程序設(shè)計工作量的10%；然后編寫程序的說明，這大約也占10%；接著進行程序的設(shè)計與編碼，這大約占30%左右，其中設(shè)計與編碼幾乎各占15%；最后進行測試和調(diào)試，這要花費整個程序設(shè)計工作量的40%以上。68第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)

程序設(shè)計方法：一、模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計

1．模塊化程序設(shè)計

1)自底向上模塊化設(shè)計

2)自頂向下模塊化設(shè)計

2．結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是一種程序設(shè)計技術(shù)，它采用自頂向下逐步求精的設(shè)計方法和單入口單出口的控制結(jié)構(gòu)。

69第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)

程序設(shè)計的五個步驟。即問題定義、程序設(shè)計、編碼、調(diào)試、改進和再設(shè)計。問題定義階段是要明確計算機完成哪些任務(wù)、執(zhí)行什么程序，決定輸入輸出的形式，與接口硬件電路的連接配合以及出錯處理方法；程序設(shè)計是利用程序?qū)θ蝿?wù)做出描述，使用的方法有模塊程序設(shè)計法和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計法；編碼是指程序設(shè)計人員選取一種適當(dāng)?shù)母呒?或匯編)語言，書寫程序；調(diào)試就是利用各種測試方法檢查程序的正確性；改進和再設(shè)計是根據(jù)調(diào)試中的問題對原設(shè)計作修改，并對程序進行改進設(shè)計和補充。一、模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計70第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)二、高級語言與匯編語言混合編程

1．匯編語言編程例如：INAX，2l0HMOVDX，220HINAL，DX

又如：MOVDX，230HMOVAX，3435HOUTDX，AXMOVAL，26HOUT240H，AL71第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)二、高級第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)二、高級語言與匯編語言混合編程

2．高級語言編程

例如：

A1=_inpw(0x210)A2=_inp(0x220)

又如：

_outpw(0x230，0x3435)_outp(0x240，0x26)72第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)二、第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)

三、工業(yè)控制組態(tài)軟件

組態(tài)軟件，又稱監(jiān)控組態(tài)軟件，譯自英文SCADA,即Supervision,ControlandDataAquisition(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制),組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(tǒng)(RTUSystem,RemoteTerminalUnit)。

73第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)

三、工業(yè)控制組態(tài)軟件

組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對應(yīng)于原有的HMI（人機接口軟件，HumanMachineInterface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。74第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)

三、工業(yè)控制組態(tài)軟件國內(nèi)組態(tài)軟件：

1.力控ForceControl組態(tài)軟件（北京三維力控科技有限公司

2.組態(tài)王KingView組態(tài)軟件（北京亞控科技發(fā)展有限公司）

3.realinfo組態(tài)軟件(紫金橋軟件技術(shù)有限公司)

4.MCGS組態(tài)軟件(北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司)5.開物(controx)組態(tài)軟件

6.易控(INSPEC)”

組態(tài)軟件國外組態(tài)軟件：

1、InTouch2、IFix3、Citech

4、WinCC（西門子）

75第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)

程序設(shè)計技術(shù)

三、工業(yè)控制組態(tài)軟件組態(tài)軟件實例

隨著組態(tài)軟件技術(shù)的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。76第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第一節(jié)程序設(shè)計技術(shù)第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準

系統(tǒng)誤差是指在相同條件下，經(jīng)過多次測量，誤差的數(shù)值（包括大小符號）保持恒定，或按某種已知的規(guī)律變化的誤差。這種誤差的特點是，在一定的測量條件下，其變化規(guī)律是可以掌握的，產(chǎn)生誤差的原因一般也是知道的，因此原則上講，系統(tǒng)誤差是可以通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)途徑來確定并加以校正的。在系統(tǒng)的測量輸入通道中，一般均存在零點偏移和漂移，產(chǎn)生放大電路的增益誤差及器件參數(shù)的不穩(wěn)定等現(xiàn)象，這些誤差都屬于系統(tǒng)誤差。77第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準

偏移校準在實際中應(yīng)用最多，并且常采用程序來實現(xiàn)，稱為數(shù)字調(diào)零。調(diào)零電路如圖。信號調(diào)理信號轉(zhuǎn)換信號處理78第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準

在測量時，先把多路輸入接到所需測量的一組輸入電壓上進行測量，測出這時的輸入值為x1，然后把多路開關(guān)的輸入接地，測出零輸入時A/D轉(zhuǎn)換器的輸出為x0，用x1減去x0即為實際輸入電壓x。采用這種方法，可去掉輸入電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器本身的偏移及隨時間和溫度而發(fā)生的各種漂移的影響，從而大大降低對這些電路器件的偏移值的要求，簡化硬件成本。79第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準80第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

一、系統(tǒng)誤差的自動校準1.全自動校準全自動校準由系統(tǒng)自動完成，不需人的介入，其電路結(jié)構(gòu)見上圖。該電路的輸入部分加有一個多路開關(guān)。系統(tǒng)在剛上電時或每隔一定時間時，自動進行一次校準。這時，先把開關(guān)接地，測出這時的輸入值x0，然后把開關(guān)接VR，測出輸入值x1，并存放x1、x0，在正式測量時，如測出的輸入值為x，則這時的V可用下式計算得出:

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一、系統(tǒng)誤差的自動校準2.人工自動校準

全自動校準只適于基準參數(shù)是電信號的場合，并且它不能校正由傳感器引入的誤差。為了克服這種缺點，可采用人工自動校準。人工自動校準的原理與全自動校準差不多。只是現(xiàn)在不是自動定時進行校準，而是由人工在需要時接入標準的參數(shù)進行校準測量，把測得的數(shù)據(jù)存儲起來，供以后使用。一般人工自動校準只測一個標準輸入信號yR

，零信號的補償由數(shù)字調(diào)零來完成。設(shè)數(shù)字調(diào)零后測出的數(shù)據(jù)分別為xR(接校準輸入yR時)和x(接被測輸入Y時)，則可按下式來計算Y。

82第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

二、線性化處理鉑熱電阻的阻值與溫度的關(guān)系

Pt100鉑電阻適用于-200～850℃全部或部分范圍內(nèi)測溫，其主要特性是測溫精度高，穩(wěn)定性好。Pt100鉑熱電阻的阻值與溫度的關(guān)系為：在-200～0℃范圍內(nèi)，有：Rt=R0〔1+At+Bt2+C(t-100℃)t3〕

在0～850℃范圍內(nèi)，有：Rt=R0(1+At+Bt2)

其中：A=3.90802×10-3℃-1B=-5.802×10-7℃-2C=-4.27350×10-12℃-4R0=100Ω（0℃的電阻值）83第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)第二節(jié)測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

二、線性化處理2.熱電偶的熱電勢與溫度的關(guān)系

熱電偶的熱電勢同所測溫度之間是非線性關(guān)系。例如鐵—康銅熱電偶，在0～400℃范圍內(nèi)，當(dāng)允許誤差＜±1℃，按下式計算溫度:T=a4E4+a3E3+a2E2+a1E

式中E為熱電勢〔mV〕，T為溫度〔℃〕，

a1=1.9750953×10a2=-1.8542600×10-1a3=8.3683958×10-1a4=-1.328056