简单阈值算法.ppt

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1、导读嵌入式领域发展趋势代码量集成度硬件软件设计复杂程度硬件特点软件特点十年前现在现在软件的灵魂软件数据结构计算方法研究“非数值运算”的程序设计学科,主要研究计算机操作对象和它们之间的关系及操作方法等问题。又称“数值分析”,侧重于解决科学与工程的实际问题,适应计算的特点。本章目的数据结构和计算方法方面的教材虽然很多,但大多是为计算机专业编写的,侧重于理论的叙述。本书针对嵌入式系统的硬件特点,偏向于实际应用,希望起到一个引导入门的作用。特别推荐简单阈值控制算法循环队列常用检错算法应用实例本章内容3.1简单阈值控制算法目录简介算法原理应用实例自动控制是嵌入式系统的重要应用

2、领域,由于控制对象的物理特性千差万别,技术指标要求高低不同,控制算法种类繁多。阈值控制PID控制神经网络模糊控制遗传算法常见控制算法简单阈值控制算法常见自动控制算法……简单阈值控制算法控制对象参数时间控制范围稍微超出预定的范围也可接受简单阈值控制算法适用于将对象的某种物理参数控制在一个预定的范围,并且对精度要求不高的场合。边界值(即阈值)是控制的技术指标目录简介算法原理应用实例阈值控制系统工作过程对象状态传感器输入信号输出控制信号阈值控制系统执行机构在采用阈值控制系统中,控制系统通过传感器检测被控对象的状态,当此状态超出预定范围,输出控制信号,由执行机构将对控制对象

3、的状态调整到预定范围。?简单阈值控制下的被控对象的状态曲线?单阈值控制的状态曲线阈值关闭执行机构被控对象状态时间时间启动由传感器或执行机构的延迟所导致控制延迟Δt1和Δt2Δt1Δt2假设执行机构开启时,被控对象状态值逐渐下降;执行机构关闭时,被控对象状态值在其它因素的影响下逐渐上升。!当Δ1和Δ2较小时,执行机构启停频繁引入上、下限阈值控制执行机构被控对象状态值启动关闭上限阈值下限阈值回差=上限阈值-下限阈值采用类似于施密特触发器的设计控制特点状态值超过上限阈值时,开启执行机构1状态值小于下限阈值时,关闭执行机构212上限关闭执行机构被控对象状态时间下限时间启动上

4、、下限阈值控制的状态曲线执行机构频繁启动的问题得到了缓解。上、下限阈值控制算法实现开始低于下限阈值?超过上限阈值?检测控制对象状态开启执行机构关闭执行机构YYNN#defineHTmp28.0#defineLTmp25.0voidTmpSampleCtrl(){floatCurTmp;CurTmp=Sample();if(CurTmp>HTmp)CtrlOut(1);elseif(CurTmp>LTmp)CtrlOut(0);}结束上、下限阈值上、下限阈值控制流程图上、下限阈值控制函数上、下限阈值控制算法的一种等效算法单阈值定时控制算法上限阈值下限阈值Δtx阈值Δt

5、上、下限阈值控制状态曲线单阈值定时控制状态曲线ΔxΔt为执行机构开启时间Δx决定执行机构开启时间Δtx令Δt≈Δtx,则实现两种算法等效#defineHTmp28.0#defineTime30intout=0;intcount;voidTmpSampleStrl(){floatCurTmp;if(out==0){CurTmp=Sample();if(CurTmp>HTmp){out=1;CtrlOut(out);Count=12*Time;}}else{Count--;if(Count==0){out=0;CtrlOut(out);}}}定时阈值控制算法实现开始执行

6、机构已启动?超过预定阈值?检测控制对象状态N关闭执行机构Y启动执行机构并开始计时YY结束N计时时间到?N目录简介算法原理应用实例自来水塔水位控制自来水塔影响水位的两个因素需要避免的两种情况水泵向水塔供水使水位上升1用户用水会使水位下降2水位不能过高,以免溢出1水位也不能太低,避免用户断水2避免避免输出高电平自来水塔水位检测自来水塔VCC水位探头水位检测机制水塔中的水接地1水位探头接上拉电阻2输出低电平检测的水位阈值即探头与塔底的距离0水塔水位控制电路P1.0P1.180C51水泵电机驱动电路P1.2+5V220K220K水位下限探头水位上限探头101自来水塔01vo

7、idSampleCtrl(){unsignedcharCurStat;CurStat=P1&0x03;if(CurStat==3){Out=1;elseif(CurStat==0){Out=0;}}#defineTIMER_INIT()TMOD=1;TH0=0;TL0=0;TR0=0;ET0=0;EA=0设置定时器0为模式1:16定时器定时器0赋初值,约71ms中断一次定时器0赋初值启动定时器0使能定时器中断使能全局中断水塔水位控制程序#include<8051.h>sbitOut=P1^2;volitileunsignedcharSecCnt;voi

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