计算机控制系统：深入解析第2章 输入输出技术及采样重构

本资源主要涉及"计算机控制系统：第2章 计算机输入输出技术"这一主题，详细探讨了计算机在控制系统中的关键组成部分，特别是信号处理和转换的过程。章节内容分为两大部分： 首先，第二部分重点介绍了信号采样技术，这是数字化过程的基础。主要包括周期采样、多阶采样、同步采样、非同步采样以及随机采样和多速采样。在理想采样过程中，当采样周期（）远小于系统连续部分的惯性时间常数，并接近于零时，采样可以近似为理想的。采样定理是确保信号不失真的关键，即信号必须是有限带宽，且采样频率至少为最高频率的两倍。 其次，信号重构是采样后的逆过程，它涉及到信号的完整重建。香农重构法是理论上的完全重构，但在实际应用中由于物理限制通常采用因果重构，如信号保持法，即零阶和一阶保持器。零阶保持器通过保持每个采样点的值来重构信号，但存在高频截止频率和相位延迟的问题；而一阶保持器则在一定程度上改善了这些问题。 章节还详细讲解了计算机输入通道，包括数字量输入(DI)和模拟量输入(AI)通道的组成。DI通道包括接口电路、信号调整电路以及隔离措施，如图2.4和2.6所示。DI接口的编程涉及数据读取和写入操作，如MOVDX,DI_PORT和MOVAL,DATA等指令。AI通道则依赖于各种传感器，如电学式、光电式、热电式、压电式和半导体式传感器，用于测量温度、速度、压力等多种物理量。 数字量输出(DO)通道同样重要，包括输出锁存器、接口地址译码，以及驱动电路的设计，如图2.5所示。DO接口的编程包括设置输出数据和执行输出操作。 本资源深入剖析了计算机控制系统中信号采集、处理和传输的关键环节，为理解计算机在控制系统的角色提供了扎实的技术基础。无论是信号采样技术的原理，还是DI/DO通道的具体实现，都对理解和设计现代自动化控制系统至关重要。