清华社 第6章.ppt

2．变化率限制：为了实现平稳操作，需要对控制量的变化率MR加以限制。变化率的选取要适中，过小会使操作缓慢，过大则达不到限制的目的。 3．输出保持：当软开关FH／NH切向NH位置时，现时刻的控制量u(k)等于前一时刻的控制量u(k-1)，也就是说，输出控制量保持不变。当软开关FH／NH切向FH位置时，又恢复正常输出方式。软开关FH／NH状态一般来自系统安全报警开关。 4．安全输出：当软开关FS／NS切向NS位置时，现时刻的控制量等于预置的安全输出量MS。当软开关FS／NS切向FS位置时，又恢复正常输出方式。软开关FS／NS状态一般来自系统安全报警开关。 控制量处理数据区需要存放输出补偿量OCV和补偿方式OCM，变化率限制值MR，软开关FH／NH和FS／NS，安全输出量MS，以及控制量CMV。 6.3.5 自动手动切换技术 在正常运行时，系统处于自动状态；而在调试阶段或出现故障时，系统处于手动状态。下图为自动/手动切换处理框图。 1.软自动／软手动 当软开关SA／SM切向SA位置时，系统处于正常的自动状态，称为软自动(SA)；反之，切向SM位置时，控制量来自操作键盘或上位计算机，此时系统处于计算机手动状态，称为软手动(SM)。一般在调试阶段，采用软手动(SM)方式。 软自动 软手动 上下限限幅 2.控制量限幅  为了保证执行机构工作在有效范围内，需要对控制量Us进行上、下限限幅处理，使得ML≤MV≤MH，再经D／A转换器输出0～10mADC或4～20mADC。  3.自动／手动  对于一般的计算机控制系统，可采用手动操作器作为计算机的后备操作。当切换开关处于HA位置时，控制量MV通过D／A输出，此时系统处于正常的计算机控制方式，称为自动状态(HA状态)；反之，若切向HM位置，则计算机不再承担控制任务，由运行人员通过手动操作器输出0～10mADC或4～20mADC信号，对执行机构进行远方操作，这称为手动状态(HM状态)。 4.无平衡无扰动切换  所谓无平衡无扰动切换，是指在进行手动到自动或自动到手动的切换之前，无须由人工进行手动输出控制信号与自动输出控制信号之间的对位平衡操作，就可以保证切换时不会对执行机构的现有位置产生扰动。 （1）从手动到自动的无平衡操作无扰动切换 （2）从自动(SA与HA)切向软手动(SM)时的无扰动切换。 （3）从输出保持状态或安全输出状态切向正常的自动工作状态时，同样需要进行无扰动切换。 自动手动切换数据区需要存放软手动控制量SMV，软开关SA／SM状态，控制量上限限值(MH)和下限限值(ML)，控制量MV，切换开关HA／HM状态，以及手动操作器输出VM。 以上讨论了PID控制程序的各部分功能及相应的数据区。完整的PID控制模块数据区除了上述各部分外，还有被控量量程上限RH和量程下限RL，工程单位代码、采样(控制)周期等。该数据区是PID控制模块存在的标志，可把它看作是数字PID控制器的实体。只有正确地填写PID数据区后，才能实现PID控制系统。 采用上述数字控制器，不仅可以组成单回路控制系统，而且可以组成串级、前馈、纯滞后补偿(Smith)等复杂控制系统，对于后面两种系统还应增加补偿器运算模块。利用该控制模块和各种功能运算模块的组合，可以组成各种控制系统来满足生产过程控制的要求。 6.4 软件抗干扰技术 1.测控系统软件的基本要求 （1）易理解、易维护 指软件系统容易阅读和理解，容易发现和纠正错误，容易修改和补充。 （2）实时性 要求系统及时响应外部事件的发生，并及时给出处理结果。 （3）可测试性 两方面含义：其一是比较容易制定出测试准则，并根据这些准则对软件进行测试；其二软件设计完成后，首先在模拟环境下运行，经过静态分析和动态仿真运行，证明正确无误后才可投入实际运行。 （4）准确性 算法选择、位数选择等要符合要求。 （5）可靠性 最重要的指标之一，两方面含义：第一是运行参数环境发生变化时，软件能可靠运行并给出准确结果，即软件应具有自适应性；第二是工业环境极其恶劣，干扰严重，软件必须保证在严重干扰条件下也能可靠运行。 2.软件抗干扰研究的主要内容 (1) 采用软件的方法抑制叠加在输入输出信号上噪声影响，如模拟输入信号的数字滤波技术； (2) 由于干扰而使程序发生混乱，导致程序乱飞或陷入死循环，采取使程序纳入正规的措施，如指令冗余、软件陷阱、“看门狗”技术等； (3) 发现程序失控后，解决系统恢复正常运行的方法，如重要信息的恢复，系统重入的条件等； (3) 数字滤波器可以根据信号的不同，采用不同的