1、工業(yè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)與控制,任課教師：栗茂林 聯(lián)系電話：82663872-8416 辦公室：416室 E-mail：,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,2,首先需要說(shuō)明的問(wèn)題,課時(shí)安排（32學(xué)時(shí)） 授課方式及學(xué)習(xí)方法 準(zhǔn)備知識(shí)（C語(yǔ)言） 選用教材 課堂紀(jì)律 關(guān)于儀器設(shè)備（損壞按規(guī)定賠償） 關(guān)于考核考試（期末大作業(yè)平時(shí)成績(jī)） 關(guān)于訓(xùn)練分組（程序分別存儲(chǔ):E學(xué)生專用）,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,3,工業(yè)系統(tǒng)測(cè)量、驅(qū)動(dòng)與控制,工業(yè)系統(tǒng)測(cè)量 傳感器 信號(hào)調(diào)理電路 工業(yè)系統(tǒng)控制 給出系統(tǒng)指令信號(hào)r(t) 輸入調(diào)理后的測(cè)量信號(hào)并計(jì)算偏差e(t)=r(t)-y(t) 根據(jù)偏差求出控

2、制量 工業(yè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng) 輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)消除偏差,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,4,主要內(nèi)容,輔助內(nèi)容：C語(yǔ)言編程及其環(huán)境（2學(xué)時(shí)） 數(shù)據(jù)通道：開(kāi)關(guān)量/模擬量輸入/輸出（8學(xué)時(shí)） 信號(hào)離散化（4學(xué)時(shí)） 系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)性能：以溫度系統(tǒng)為例（4學(xué)時(shí)） 系統(tǒng)模型與仿真（6學(xué)時(shí)） 工業(yè)系統(tǒng)的PID控制：以一階與二階系統(tǒng)為例（6學(xué)時(shí)） 總結(jié)復(fù)習(xí)（2學(xué)時(shí)）,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,5,課程目的和基本要求,掌握工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)出計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通道； 理解信號(hào)離散化原理，掌握其工程實(shí)現(xiàn)方法； 掌握系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)特性的概念及其測(cè)試方法； 了解工業(yè)系統(tǒng)的建模方法，以及相關(guān)的時(shí)、頻域分析；

3、 掌握工業(yè)閉環(huán)系統(tǒng)的基本構(gòu)成； 掌握PID控制的基本思想，并能針對(duì)一階、二階實(shí)際系統(tǒng)，完成相應(yīng)的PID控制策略。,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,6,控制系統(tǒng)實(shí)例,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng),整形,光電 對(duì)管,碼盤,傳感器,信號(hào)調(diào)理電路,測(cè)量電路,實(shí)際轉(zhuǎn)速 n,AO,變頻器,M,控制器,期望轉(zhuǎn)速 ne,AI,速度伺服,+,-,F/V,工業(yè)計(jì)算機(jī),數(shù) 據(jù) 通 道,單片機(jī) 數(shù)字信號(hào)處理器 嵌入式微處理器 可編程控制器,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,7,機(jī)器人,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,8,工業(yè)計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)通道簡(jiǎn)介(P9),(第20章) 自學(xué),C語(yǔ)言,

4、2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,10,內(nèi)容提要,C語(yǔ)言的語(yǔ)法 C語(yǔ)言的基本運(yùn)算 C語(yǔ)言的流程控制語(yǔ)句 控制系統(tǒng)中常用的C語(yǔ)言函數(shù) TC2.0 環(huán)境的使用 C語(yǔ)言程序的編寫和要求,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,11,C語(yǔ)言的語(yǔ)法-C語(yǔ)言的特點(diǎn),程序以函數(shù)為單元，并且有且僅有一個(gè)主函數(shù) main()； 變量的聲明和定義必須在函數(shù)頭部； 語(yǔ)句必須以“;”結(jié)束； 注釋：/*/； C語(yǔ)言允許直接訪問(wèn)物理地址；能進(jìn)行位（bit）操作；可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作。,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,12,C語(yǔ)言的語(yǔ)法-C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型,基本類型：整型（int、short

5、、long 、unsigned （數(shù)據(jù)在內(nèi)存中以二進(jìn)制形式存放）、實(shí)型（也稱浮點(diǎn)型）（float、double） 、字符型（char） ； 構(gòu)造類型：數(shù)組（int a10）、結(jié)構(gòu)體（struct）、共用體（union）； 指針類型： int*、 char*、float*； 空類型：,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,13,C語(yǔ)言的基本運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,14,C語(yǔ)言的基本運(yùn)算算術(shù)賦值運(yùn)算,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,15,C語(yǔ)言的基本運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,16,C語(yǔ)言的基本運(yùn)算邏輯運(yùn)算,

6、2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,17,C語(yǔ)言的基本運(yùn)算位運(yùn)算,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,18,位運(yùn)算的舉例位“與”運(yùn)算,規(guī)則： 兩個(gè)運(yùn)算量中相應(yīng)位都是1，則該位的結(jié)果為1，否則為0。例：,0 1 0 1 0 0 0 0,x 0 x01:0 0 0 0 0 0 0 1 0 x02:0 0 0 0 0 0 1 0 0 x04:0 0 0 0 0 1 0 0 0 x08:0 0 0 0 1 0 0 0 0 x10:0 0 0 1 0 0 0 0 0 x20:0 0 1 0 0 0 0 0 0 x40:0 1 0 0 0 0 0 0 0 x80:1 0 0 0 0 0

7、 0 0,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,23,位運(yùn)算的應(yīng)用舉例,思考：如何從一個(gè)字節(jié)byte中取出第n位？ 方法1：先右移n位，再與“0 x01” bit = (byten),2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,24,位運(yùn)算的應(yīng)用舉例,0 1 1 0 1 1 1 0,1,先右移n位，再與“0 x01” bit = (byten),2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,25,C語(yǔ)言的流程控制語(yǔ)句1,順序控制結(jié)構(gòu) 選擇控制結(jié)構(gòu) if (表達(dá)式) 語(yǔ)句1 else 語(yǔ)句2 switch(表達(dá)式） case 常量表達(dá)式1:語(yǔ)句1；break; case 常量表達(dá)式2:

8、語(yǔ)句2；break; case 常量表達(dá)式n:語(yǔ)句n；break; default:語(yǔ)句n+1;,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,26,C語(yǔ)言的流程控制語(yǔ)句2,循環(huán)控制結(jié)構(gòu)(for、while、break、continue) while (表達(dá)式) 語(yǔ)句 do 語(yǔ)句 while (表達(dá)式); for (i=0;iN;i+) 語(yǔ)句,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,27,常用的C語(yǔ)言函數(shù)1,標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出： scanf(“%d”, /*寫端口*/,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,28,C語(yǔ)言中幾個(gè)常用的函數(shù)2,鍵盤輸入函數(shù)： kbhit() while(!k

9、bhit() /* 沒(méi)有按下任意鍵繼續(xù) */ bioskey(0) /*返回按鍵的鍵值*/ 延時(shí)函數(shù)： delay(millisecond)延時(shí)若干毫秒 sleep(second) 延時(shí)若干秒,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,29,鍵盤控制,bioskey(int cmd) 它在bios.h頭文件中進(jìn)行了說(shuō)明該函數(shù)實(shí)際上調(diào)用了BIOS的INT16H中斷，參數(shù)用來(lái)確定bioskey()如何操作,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,30,Turbo C 2.0 環(huán)境,管理文件和目錄,裝入或保存程序等,進(jìn)入Turbo C 的編輯程序,輸入和修改源程序,管理多文件工程,設(shè)置編譯

10、程序和連接程序的各種選擇項(xiàng),設(shè)置各種調(diào)試選擇項(xiàng),設(shè)置斷點(diǎn)，在調(diào)試階段以便監(jiān)視所需的變量,編譯、連接和運(yùn)行裝入Turbo C 環(huán)境的當(dāng)前程序,編譯和連接裝入Turbo C 環(huán)境的當(dāng)前程序,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,31,Turbo C 2.0 環(huán)境,File:管理文件和目錄,裝入或保存程序等； Edit:進(jìn)入Turbo C的編輯程序,輸入和修改源程序； Run:編譯、連接和運(yùn)行裝入Turbo C環(huán)境的當(dāng)前程序； Compile:編譯和連接裝入Turbo C環(huán)境的當(dāng)前程序； Project:管理多文件工程； Options:設(shè)置編譯程序和連接程序的各種選擇項(xiàng)； Debug:設(shè)置

11、各種調(diào)試選擇項(xiàng)； Break/Watch:設(shè)置斷點(diǎn)，在調(diào)試階段以便監(jiān)視所需要觀察的變量。,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,32,Turbo C 2.0 環(huán)境,Break/Watch：Watch指屏幕的監(jiān)視窗口，位于屏幕的編輯窗口的下部，可以從這個(gè)監(jiān)視窗口中看到你所指定的某些變量在程序執(zhí)行過(guò)程中的變化。 Add Watch ：允許鍵入變量名或表達(dá)式，在調(diào)試程序時(shí)，通過(guò)窗口監(jiān)視該變量或表達(dá)式的變化情況； Delete Watch ：在監(jiān)視窗口中刪除變量或表達(dá)式； Edit Watch ：允許修改監(jiān)視窗口中的變量或表達(dá)式。,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,33,Turbo

12、 C 2.0 環(huán)境,菜單欄： Alt+F F10 幾個(gè)常用的命令 打開(kāi)：F3 保存：File Write to；F2 編譯：F9； 運(yùn)行： Ctrl+F9 調(diào)試： 單步：F8 斷點(diǎn)：Ctrl+F8 觀察變量：Ctrl+F7 全屏窗口 模式切換：Alt+Enter,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,34,Turbo C 2.0 環(huán)境,環(huán)境配置文件：,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,35,C語(yǔ)言程序的編寫和要求,需要解決的問(wèn)題是什么？ 抓住主要問(wèn)題 把自然語(yǔ)言描述轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述： 偽代碼 如何解決？ 理清思路，畫出流程圖 記事本上先編寫代碼，在TC環(huán)境中調(diào)試 模塊化

13、編程：主函數(shù)中的語(yǔ)句盡量清晰明了，多用子函數(shù)來(lái)完成功能模塊。,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,36,程序編寫提示,使用幫助：F1 或Ctrl+F1 根據(jù)函數(shù)說(shuō)明快速使用 提高程序可讀性： 程序模塊化 簡(jiǎn)潔、明了、易讀 縮進(jìn)編寫 多寫注釋 程序調(diào)試：?jiǎn)尾綀?zhí)行，加watch，觀察變量。,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,37,變量申明,全局變量與局部變量（作用域） int x; /* x就是一個(gè)全局變量 */ main() int y; /*y就是一個(gè)局部變量 */ 盡量少用全局變量，因?yàn)橄到y(tǒng)為其分配固定的永久存儲(chǔ)空間；而系統(tǒng)為局部變量分配動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)空間。,2020/7/2

14、9,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,38,程序規(guī)范,Int I /* 全局變量*/ main() int DI_in6,DO_out6,i; /* 局部變量*/ DataInput (參數(shù)) ReadPort(參數(shù)) WritePort(參數(shù)) Control(參數(shù)) DataOutput(參數(shù)) ,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,39,訓(xùn)練,從屏幕輸入兩個(gè)十進(jìn)制數(shù)，要求程序判斷第一個(gè)數(shù)第5位，第二個(gè)數(shù)的第0位是否為0。（字節(jié)二進(jìn)制編碼由高到低為位的順序?yàn)?0）,2020/7/29,西安交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心,40,main() int a,b,a1,b1; printf(“Please Input Two integersn”); scanf(“%d,%d”,