数据处理技术教学课程ppt(共46页)

这种有序表格要求各元素在表中的排列格式及所 占用的空间必须一致，而且各元素是严格按顺序排列。 其关键在于找出一个计算表地址的公式，只要公式存 在，查表的时间与表格的长度无关。正因为它对表格 的要求比较严格，并非任何表格均可采用。通常它适 用于某些数值计算程序、功能键地址转移程序以及数 码转换程序等。
按关键字大小顺序排列的数据表格
折半查表法的具体做法是：（假设数据表中数
据按从小到大的顺序排列）先取数组的中间值 D =n/2进行查找，与要搜索的X值进行比较，若相等， 则查到；如果X>n/2项，则下一次取n/2~n间的中值， 即3n/4与X进行比较；若X<n/2项，则取0~n/2的中 值，即n/4进行比较。如此比较下去，则可逐次逼近 要搜索的关键字，直到找到为止。
系统中有的输入信号是单极性的，而输出信号则要 求是双极性的，如流量、压力等控制回路；有的则是要 求输入和输出信号都是双极性的，如位置、角度等控制 回路。下面就这两种情况分别加以讨论。
1．输入、输出信号同为双极性 在输入、输出都是双极性信号的控制系统中，程序
处理的输入和输出数据不仅反映信号幅度的大小，也 反映信号的极性。假设信号的变化范围为-5V~+5V， 信号经A/D转换得到的数字量为00H~FFH ，数字量的 最高位D7表示信号的极性。当D7＝0时，表示输入信 号为负极性，即数字量00H~7FH表示-5V~0V的模拟信 号；当D7＝1时，表示输入信号为正极性，即数字量 7FH~FFH表示0V~+5V的模拟信号。
它是若干个数据元素X1，X2，…，Xn的集合，各数据 元素在表中的排列方法及所占的存储器单元个数都是一 样的。因此，要搜索的内容与表格的排列有一定的关系。 只要根据所给的关键字 ，通过一定的计算，求出此关键 字所对应的数值的地址，然后将该地址单元的内容取出 即可。
关键字与表格数据地址之间的关系能用数学公式表 示的一个有序表格
5.1.1 顺序查表法
顺序查表法是针对无序表格的一种方法。其查 表方法类似人工查表。因为无序表格中所有各项的 排列均无一定的规律，所以只能按照顺序从第一项 开始逐项寻找，直到找到所要查找的关键字为止。 顺序查表法虽然比较“笨”，但对于无序表格或较 短表格而言，仍是一种比较常用的方法。
5.1.2 计算查表法 在微机数据处理中，一般使用的表格都是线性表，
•
D=F+2K
• 3）将K路的采样数据分别与D单元及D+1单元的 数据进行比较。
5.1.3 折半查表法
在前面介绍的两种查表方法中，顺序查表法速度比 较慢，计算查表法虽然速度很快，但对表格的要求比较 挑剔，因而具有一定的局限性。
在实际应用中，很多表格都比较长，且难以用计算 查表法进行查找，但它们一般都满足从大到小或从小到 大的排列顺序，如热电偶mV-℃分度表，流量测量中差 压与流量对照表等等。对于这样的表格，通常采用快速 而有效的折半查表法。
例如，某计算机温度巡回检测系统中，要求能对 128个温度采样点的状态进行监视。当某采样点温度 超限（高于上限值或低于下限值）时，控制报警装置 进行报警。
• 步骤：
• 1）在计算机存储器内建立一个“温度超限报警数 据表”。在该表中，顺次存放各检测回路采样点 的上限报警值、下限报警值。
• 2）设此数据表的首地址为F，巡回检测回路的路 号是K，则报警值所在单元地址D为：
5.2 数据的预处理
5.2.1数据极性的预处理
控制系统中处理的信号很多是双极性的，如温度、压 力、位置、角度信号等。这就要求在实施控制时，不仅 要考虑信号的幅度，还要考虑到信号的极性。为此，在 对A/D转换后的数据和D/A转换前的数据进行处理前， 必须根据数据的极性先进行预处理，才能保证得到正确 的结果。
5.1 查表法
所谓查表法就是把事先计算或测得的数据按 照一定顺序编制成表格，查表程序的任务就是根 据被测参数的值或者中间结果，查出最终所需要 的结果。它是一种非数值计算方法，利用这种方 法可以完成数据的补偿、计算、转换等各种工作。 比如输入通道中对热电偶特性的处理，可以用非 线性插值法进行标度变换，也可以采用精度更高 效果更好的查表法进行标度变换——利用热电偶 的mV-℃分度表，通过计算机的查表指令就能迅速 便捷地由电势mV值查到相应的温度℃值；当然控 制系统中还会有一些其它参数或表格也是如此， 如对数表、三角函数表、模糊控制表等。
数据处理离不开数值计算，而最基本的数值计算
为四则运算。由于控制系统中遇到的现场环境不同， 采集的数据种类与数值范围不同，精度要求也不一样， 各种数据的输入方法及表示方法也各不相同。因此， 为了满足不同系统的需要，设计出了许多有效的数据 处理技术方法，如数据的极性、字长预处理，数字滤 波，标度变换，查表，非线性补偿和越限报警等。
在由双极性信号组成的闭环定值控制系统中，设给 定信号为Y，采样输入信号为X，则偏差值E = Y-X。因 为Y和X的值对应的是双极性信号，所以偏差值E也是 双极性信号，因此在参加运算前也必须进行预处理才 能保证最终结果的正确性。
第5章 数据处理技术
学习目标：
1.理解对测量数据的预处理技术 2.学会几种常用的数字滤波方法 3.掌握几种非线性补偿方法 4.学习查表方法
返回总目录

本章主要内容
引言 5.1查表技术 5.2测量数据的预处理技术 5.3非线性补偿 5.4数字滤波方法
引言
在微机控制系统中，数据采集是最基本的一种模 式。一般是通过传感器、变送器把生产过程的各种物 理参数转换成电信号，然后经A/D通道或DI通道，把数 字量送入计算机中。计算机在对这些数字量进行显示 和控制之前，还必须根据需要进行相应的数据处理。
查表程序的繁简程度及查询时间的长短，除与表格
的长短有关外，很重要的因素在于表格的排列方法。 一般来讲，表格有两种排列方法：(1) 无序表格，即 表格中的数据是任意排列的；(2) 有序表格，即表格 中的数据按一定的顺序排列。表格的排列不同，查表 的方法也不尽相同。
具体的查表方法有：顺序查表法，计算查表法， 折半查表法等。