2.2.2人機對話 ......




2.2.2　人機對話
經過上述初始化后，就可開始進行人機對話。其主要功能是，CPU 識別工作人員從鍵盤送入的命令、數據，并轉而去執行相應的程序。
鍵盤設16個數據鍵0～F,四個功能鍵LAST、RESET、NEXT/PRO和EXEC鍵。其中,RESET被按下后系統會自動上電復位,不需要CPU的識別處理。

EXEC鍵被按下,則轉去執行控制程序的初始化程序。NEXT、LAST鍵是顯示并可修改當前地址單元的下一個、上一個單元的內容；如果當前沒有

顯示任何單元，則此時按下LAST無效,而NEXT轉為“PRO ”鍵功能，即此鍵被按下，被顯示和可修改的單元, 是存放控制命令及數據的首地址

7FF0H。
2.3　控制軟件
考慮到系統的要求，控制軟件需要完成閥的調節、系統調節、為了保證程序按一定的系列執行所必要的中斷、定時以及相應的一些數據采

集、輸入和處理等。圖6是控制軟件總體框圖；對各個部分說明如下：
2.3.1　初始化
在關閉中斷的狀態下，實現對控制程序的下述幾個初始化工作。
(a).對PID 程式(閥的調節)計算中的一些標志、輸入E、輸出U清零。將由Kp、 Ki、Kd、采樣周期T及低通濾波器的時間常數Tf, 計算得到

的Qi、Mi賦予給它的存儲單元。在PID 程序中，數的表示及運算均采用定點數的方式來處理。盡管8098本身具有豐富的指令系統, 設有帶符號

數和不帶符號數的加、減、乘、除運算指令，給編程帶來了極大的方便；但PID 程序的運算過程中，因定點數的表示范圍有限，中間難免有溢

出之處,為此設有幾個判斷標志，在運行PID 程序之前也需要對它們初始化。
(b).采樣時間到標志清零；
(c).比例閥流量死區的基本值賦值；設置PWM 的周期、最大輸出電流( 包括顫振信號的頻率和幅值 )；輸出電流清零，以避免輸出單元的

隨機值引起系統的誤動。
(d).軟件定時中斷和 HSO中斷初始化；開放這兩個中斷，即INT－MASK賦予＃28H，同時，把兩個中斷服務子程序的入口地址放入相應的中

斷向量單元。
(e).設置堆棧指針，SP指向內部RAM中的00FEH單元。
2.3.2　采樣及計算程序
(a). 讀給定的位移；輸入的位移是以十進制數的方式放入7FF0H～7FF2H的，因此，需要調用一次三字節的BCD碼轉換成二進制數的程序，

其結果放入40H～42H這三個字節單元，并在整個控制程序運行期間保存。
(b).計算增量式PID算式Un+1＝∑QiEi＋Un中的Qi，Mi。
2.3.3　控制程序的主程序
在控制程序的主程序中，由于至少存在一個PID程序(閥的調節), 而PID中的運算參數與采樣周期T有關, 為了PID控制算法的正確實現, 本

控制程序通過軟件定時來實現保證固定的采樣周期。固定采樣周期的獲得，實際上是通過等待, 把每次程序循環運行的時間差距拉平。此措施

的先決條件是，采樣周期必須大于完成一個循環運行所需要的最長時間，即對采樣頻率的最大值有個限制。
以下是控制軟件的各個功能模塊。
(a).采樣、輸入系統反饋數據,需要采樣或讀入的數據有閥芯的位移,以及閥控系統所需的執行元件位移和系統壓力等參數。
由A/D 采樣來的數據(閥芯位移及壓力等參數),還需經濾波處理后放入指定的單元。
執行元件的位移，從二次儀表得到的BCD碼還需經數制數轉換程序處理。
本文僅用到閥芯位移的采集及濾波，其它是為閥控系統所準備。
(b). 閥控系統調節程序,是閥控系統所需的控制策略。本文僅作信號發生器使用。
(c). 閥的調節程序,根據給定量和反饋量的關系,處理和計算的結果放入HSO的輸入單元,即作為PWM調制及放大的輸入。閥的調節方法是工

程上廣為應用的PID控制。
2.3.4　中斷服務程序
中斷服務程序中,有一個軟件中斷定時器，它主要是每當采樣時間到，則設置啟動標志，主程序可以運行。另一個中斷程序是HSO的中斷輸
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出,即控制器的輸出。
2.3.5　試驗測試程序
為了對系統的性能進行測試分析，在控制程序中加入了一些試驗輔助程序。這些程序主要有：信號的給定及測試數據記錄程序,記錄的數

據經離線處理得動態曲線。
3　試驗結果
試驗研究包括靜態性能和動態性能試驗。在靜態試驗時,閥控系統調節程序設置為線性信號發生器，動態測試時則設置為階躍信號發生器

。動態數據用測試數據記錄程序記錄,靜態試驗數據則用X-Y函數記錄儀記錄。
從圖7和圖9可以看出,由數字控制放大器構成的電液比例方向節流閥,具有較滿意的動靜態性能。從圖8也可看出該閥的流量特性在零點附

近很差,有死區和滯環等嚴重的非線性,這是這類節流閥固有的特性。
4　結論
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本文提出的數字控制放大器,取得了比較滿意的結果,同模擬控制放大器相比,它集系統控制功能于一體，使得閥控系統具有更高的經濟性

、可靠性和靈活性。在閥控系統中，節流閥流量特性的嚴重非線性是需重點考慮解決的問題；在此基礎上，由于比例閥較伺服閥有更好的經濟

性和使用維護的方便性，使得它具有較廣闊的應用前景。