，通过逻辑电平辨别光栅移动方向。因此，在位寄存器中，把输出接到输入端，把输出接到输入端，其意义也就是寄存原来的电平，用寄存现在的电平。这样在中就形成了表中所列的代码。从单片机送来的脉冲信号是接收数据的时钟信号，这个时钟信号的频率较高，但这个信号从的段输入时，就产生了这种情况只有当现行的电平变化时，才会产生表所列的编码如果电平不变，在中的的数码和中的数码会完全样。例如而且不变，则接收数据信号从输入时，接收的结果为,当时，在接收后为。这些情况有利于判别电平变化。很明显，有如下结论当不变时，的和相同。所以，只有当不等时，也不等当相等时，也相同。当变化时，的寄存上次的数据，寄存当前的数据，即电平。表中有，相同，不同时，莫尔条纹下移不同，相同时，莫尔条纹上移。为了实现上面点结论，在图中采用了组成的逻辑电路。当不变时，不应产生任何计数信号。这时，由于不变，则有不等，也不等或者相同，也相同。当不等时，就输出，同时也不等，也输出，这样，就会输出。所以也就输出，它们都不会产生计数信号。当相同，也相同时，输出,输出,故也输出,使必定输出，也不会产生计数信号。在变化的情况下，当莫尔条纹上移时，则必有相同，不同。这时，输出，输出,使输出。因此,输出,输出.输出的上升沿使位加减同步计数器进行加法计数。当莫尔条纹下移时，必有不同，相同。这时输出，输出，使输出。因此，输出，输出。输出的上升沿使位加减同步计数器进行减法计数。位置计数电路由片串联组成，形成位计数器。是位加减计数器，加法计数时，计数信号由端输入，进位信号从端输出减法计数时，计数信号由端输入，借位信号从端输出。可以预置数据，预置数据从输入，接收预置数据的脉冲信号从端输入。当时，接收输入的数据。是清端，时清。在预置和计数时，要求。在图中，个的端连在起，通过电阻接，并经电容接地。所以，爱接通电源的瞬间有使接收输入的数据，即清。然后，的内容由和端的计数脉冲信号确定。单片机通过口接收输出的位数据，从而得到光栅的现行位置。.位移传感器部分的设计转换器的选择由于单片机只能处理数字量,而系统所涉及的信号有数字量也有模拟量,就要进行模拟量向数字量或者数字量向模拟量的转换，这就需要解决单片机与和的接口问题。转换器接口转换器用以实现模拟量向数字量的转换。按转换原理可分为四种计数式双积分式逐层逼近式及并行转换器。逐层逼近式转换器是种速度较快，精度较高的转换器，其转换时间大约在几微秒到几百微秒之间。典型转换器芯片简介是位逐层逼近式转换器。带个模拟量输入通道，有通道地址译码锁存器，输出带三态数据所存器。启动信号为脉冲启动方式，最大可调误差为。内部设有时钟电路，故时钟需由外部输入，的允许范围为，典型值为。每通道的转换需个时钟脉冲，大约。芯片引脚如图所示图引脚示意图引脚功能介绍如下路输入通道的模拟量输入端口。位数字量输出端口。，为启动控制输入端口，为地址锁存控制信号端口。这两个信号连在起，当输入个正脉冲，便立即启动模数转换。，为转换结束信号脉冲输出端口，为输出允许控制端口。这两个信号亦可连在起表示转换结束。端的电平由低变高，打开三态输出琐存器，将转换的结果的数字量输出到数字总线上。,和为参考电压输入端，为主电源输入端，为接地端。路模拟开关的位地址选通输入端，其对应关系如表所示表地址码与输入通道的对应关系地址码对应的输入通道与的接口电路与的硬件接口有三种方式查询方式中断方式和等待延时。其中查询和中断方式是最常用的接口方式。查询方式在编程时，.，给出被选择的模拟通道的地址执行条输出指令，启动转换执行条输入指令，读取转换结果。将作为个外部扩展的并行口，直接由的.和脉冲进行启动。因而其端口地址为。用中断方式读取转换结果的数字量，模拟量输入通道选择端分别与的.直接相连，有的提供。该系统所采用的为中断方式接口，与的硬件接口如附图所示。其读取通道转换后的数字量程序段如下设置为边沿触发开中断，端口地址送，选择通道输入，启动输入，端口地址送，读取的转换结果，存入单元启动，通道输入并转换返回压力传感器与单片机的接口设计压力传感器与单片机的接口电路包含偏置电路和放大电路。如图所示图压力传感器的应用电路这是个典型的压力传感器与单片机的接口电路图。运放构成恒流源，运放和构成仪用放大电路。传感器需要.的偏置电流，可调整电位器设定这.电流，并通过运放提供。传感器输出阻抗为己。，而输入放大器的阻抗为几十，因此使用上毫无问题。这传感器没有零点调整部分，要外接调零电路，可由调零。．系统的控制算法.控制原理在模拟控制系统中最常见的控制规律是控制。常规控制系统原理框图如图.所示，系统由模拟控制器和被控对象组成。图.模拟控制系统的原理框图是种线性控制器，它根据给定值与实际输出构成偏差。.将偏差比例积分和微分通过定的线性组合构成控制量对被控制对象进行控制。它的控制规律为.式中为比例系数为积分时间常数为微分时间常数也可以将.写为下面的形式.式中为积分系数为微分系数控制器各矫正环节的作用如下比例环节及时成比例的反映控制系统的偏差信号，偏差旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。比例作用大，可以加速调节，减少误差，但是过大的比例会使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。积分环节主要用于消除静态误差，提高系统的“无差度”也就是消除静差。积分作用的强弱取决于积分时间常数，越大，积分作用就会越弱，反之则越强。家入积分环节会使系统稳定性下降，动态响应变慢，因此选择参数的时候，要在积分比例和微分之间形成种平衡。微分环节能够反映偏差信号的变化趋势变化速度，并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入个有效的早期修正信号从而加快系统的动作速度，减少调节时间。由此可见，微分控制实质上是种预见型的控制。因此，可以改善系统的动态性能。在微分时间选择适当的情况下，可以减少超调和调整时间但是微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的微分调节，对系统干扰性有方面影响。另外，微分反映的是变化率，如果输入没有变化，那么微分作用的输出就是零，因此它不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合。.数字控制算法由于计算机处理的是数字量，所以相应的在计算机控制系统中，使用的是数字控制器。数字控制算法通常分为位置控制算法和增量控制算法。位置式控制算法将.式和.式进行离散化处理，就可以得到离散的表达式或者式中为采样时间为采样序号为第次采样时刻的计算机输出值为第次采样时刻的输入的偏差值为第次采样时刻的输入的偏差值。位置式控制算法的缺点是每次都和过去的状态有关，计算时要对进行累加，计算机运算工作量大。而且因为计算机的输出对应的是执行机构的实际位置，如果计算机出现故障，的变化幅度大就会引起执行机构位置的大幅度变化。这种情况往往是生产实践中所不允许的，甚至可能造成重大的生产事故。因而产生了下面的增量式控制算法。增量式控制算法有了上面的的表达式，就可以根据“递推原理”得到的表达式如果用式减去式，就可以的到下面的式子可将式进步改写为下面的表达式式中都是与采样周期比例系数积分时间常数微分时间常数有关的系数。增量式控制算法虽然只是在算法上做了点改进，但是却带来了不少优点。由于计算机输出的是增量，所以误动作的时候对输出的影响比较小，必要的时候可以使用逻辑判断的方法将这种影响消除。算式中不需要对误差进行累加，控制增量的确定仅与最近的次的采样值有关，所以能够比较容易的通过加权处理而获得比较好的控制效果。考虑到这些优点，在本文所讨论的四顶同步顶升系统中选择的是增量式控制算法。.智能自适应控制器将控制方法和其它控制理论相结合，形成了多种不同类型的控制器。自适应控制技术就是个成功的例子。自适应技术具有自适应控制和常规控制两方面的优点。它既有自动辨识被控过程参数自动整定控制器参数够适应被控对象参数变化等系列优点同时也具有常规控制器结构器简单工作稳定容易为人们掌握等优点。图.增量式控制算法程序流程框图自适应控制器有许多中，智能型自适应控制是其中的种。考虑到本文的篇幅，以及智能型自适应控制器本身所具有的优点，在这里只介绍这种自适应控制。智能自适应控制器主要优点是不需要在线辨识被控系统的精确模型，对系统的阶数也没有限制，又能进行比较精确的在线控制。该方法的核心是根据控制器输入信号系统误差的大小方向和变化趋势等特征做出相应决策，选择适当的控制模式。两模式开关模式和模式控制的两种控制模式是根据两种条件来确定的，其控制效果比普通控制有较大的改进。另外，有些控制规则即使对个未知系统来说也可以成立。从下面的典型误差曲线可以分析得出。图.误差变化曲线图.是条典型的误差变化曲线，如果考虑曲线上不同点的误差和误差变化率的大小与正负，就会有下面的描述在点，误差大于零，而且绝对值较大但是误差变化率小于零，此时为了迅速消除误差，希望控制作用“负大”些。在点，答应零，但是绝对值比较小而且误差变化率小于零，为使不至于冲过设定值而引起新的波动，希望控制作用“负小”些。在点，小于零，也小于零，为使误差迅速收敛，希望控制作用“正大”些。在点，尽管小于零与点相同，但是大于零，希望控制作用“正小”些。在点，误差大于零，但是绝对值比较小而且也大于零，误差有继续增大的趋势，作用控制作用应该取的“负大”些。在点，误差大于零，但是绝对值比较小小于零，这个时候为了不使冲过设定值引起新的变动，控制作用应该取的“负小”些。类似的可以继续分析下去，这样就可以获取定性规则。把条件和规则对应起来，就可以得到下面的规则表。表.智能控制规则表序号条件控制输出控制模式或开关控制控制控制保持模式其中表示误差界限和表示控制的不同参数分别表示控制输出的最大值和最小值分别表示第次采样时刻的误差误差变化率控制输出。从表.中可以得到下面的规则控制控制，使误差迅速减小如果误差趋势增大，则加大控制量以便迅速纠正偏差，此时应该采用控制模式如果满足的条件，则采用开关控制模式进行如果误差趋势减小，则叫嚣控制量，采用控制迷失如果误差为或很小在允许的误差范围内，系统已经处于平衡状态，则保持原有的控制输出，即保持控制模式。上面所讨论的这种智能型控制算法既有这种人工智能的推理逻辑运算又有的解析运算，因而其控制功能早已超出了般的控制器。除此之外，智能型控制还可以充分发挥计算机运算速度快精度高存储信息容量大和逻辑判断功能强的优点。完全有理由可以这样认为，智能控制在今后的工业控制过程中将会得到越来越广泛的应用。.系统模拟仿真仿真是以相似性原理控制论信息技术及相关领域的有关知识为基础，以计算机和各种专用物理设备为工具，借助系统模型对真实系统进行实验研究的门综合性技术。它利用物理或数学方法来建立