专利名称：用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型的方法和处理器的制作方法
技术领域：
本发明属于信号变换的技术领域，特别是涉及将宽度差异模拟信号加入人为设定数字化控制模型函数，变为数字化控制模型信号的方法和处理器。
背景技术：
对运动物体进行反馈控制运动状态，可以先获取运动物体的运动状态电信号，用该电信号反馈控制运动状态。如果只能获得运动状态的模拟信号，则不能向模拟信号中加入人为设定的任意控制模型，更不能加入与物体运动位置点有关的人为设定的任意控制模型。使模拟信号对反馈控制运动状态的方式不能达到完全人为理想控制的效果。模拟信号无法选择特定运动位置点模拟信号用于反馈控制物体运动，要考虑物体运动位置点，则控制模型与每个波形有关，波形变化太快，使控制模型的变化太快而失去 控制意义，否则只有不考虑运动位置点，直接用波形电压或电流作为反馈控制要素。所以，现有模拟信号反馈控制物体运动，都不考虑物体运动位置点，也不能考虑运动位置点。
发明内容
本发明的目的是提供将表示物体运动状态的波形是有宽度差异的模拟信号，变为与物体运动位置和速度有关的、带有人为设定控制模型的控制信号的信号处理方法，以及实现这种信号处理方法的处理器。本发明的构思是因为表示变速运动物体的模拟电信号的波形宽度不相同，可以用宽度不相同的波形表示物体运动位置点，把波形有宽度差异的模拟信号的宽度差异波形用模数转换器变为一串波形代码，即把模拟信号变为数字信号，以便对数字信号加入人为设定的数字化控制模型，达到对物体进行反馈控制运动状态不受原模拟信号限止，可以对一个运动速度在特定运动位置用人为设定的不同反馈控制模型进行反馈控制物体运动的目的。本发明用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的方法包括波形有宽度差异的模拟信号，其特征在于还包括模数转换和波宽识别器22、起点选择器23、速度计算器24、数字控制模型存储器25和模型计算器26 ；
第一步，把模拟信号的每个波变为数字代码用模数转换和波宽识别器22把波形有宽度差异的模拟信号进行识别各个波形的宽度，将不同波形宽度的信号标注为不同的数字信号代码，获得与原模拟信号各波形秩序相同的一串波形代码；用一串波形代码表示对应的一段原模拟信号。在代码化过程中，波形有宽度差异的波，用不同的代码，使一段原模拟信号变为一串不同代码的数字信号代码，这串不同代码的数字信号的代码先后秩序排列同于该段原模拟信号的波形先后秩序排列，即波形代码与原波形的先后位置点对应。模数转换和波宽识别器22分别连接起点选择器23和速度计算器24，把该串数字信号代码分别输入起点选择器23和速度计算器24 ；
第二步，计算物体运动速度的数据速度计算器24计算出设定时间段内原模拟信号中的波形交替变化率，或计算出设定时间段内原模拟信号中的全部波形个数，用波形交替变化率或设定时间段内全部波形个数这种数字化数据作为该段原模拟信号的变化速度。物体是长时间运动，在长时间运动中的某一段要反馈调节运动状态，所以，要设定一个时间段，计算出该时间段中的物体运动速度，作为下一段运动状态调节的参数。应根据该物体总体运动速度快慢和需要的调节后按模型运动时间长度设定计算速度的“设定时间段”长度。第三步，选择反馈调节的起点起点选择器23与速度计算器24连接，起点选择器23用速度计算器24提供的该段原模拟信号变化速度的数据选择对应的波形代码；该波形代码作为把有宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的信号变化起点，即起点波形代码。在“设定时间段”内，用物体不同的运动速度，选用不同的波形代码作为“起点波形代码”，即为后继实现物体不同的运动速度，不同的规定位置进行人为设定的反馈调节作数据准备。第四步，进行函数计算获得最佳反馈调节数字化控制信号用模型计算器26分别连接起点选择器23和速度计算器24，模型计算器26用原模拟信号的变化速度数据和起点 波形代码这两个变量在数字控制模型存储器25中选择对应的数字化控制模型函数，并把原模拟信号的变化速度数据和起点波形代码两个变量代入数字化控制模型函数，获得数字化控制信号，该数字化控制信号用于控制目标电器。由于数字控制模型存储器25中的数字化控制模型函数是人为设定的，是可以修改的，是可以修改成最佳的反馈调节效果的。所以，模型计算器26就能够输出最佳反馈调节数字化控制信号。用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的方法还包括数模转换器27，数模转换器27与模型计算器26连接，数模转换器27把数字化控制信号变为带有数字化控制模型的模拟控制信号。以便模型计算器26输出的数字化控制信号也能用于只能接收模拟信号的被控制物体的控制器。实现上所述用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的方法的处理器包括模数转换和波宽识别器22、起点选择器23、速度计算器24、数字控制模型存储器25和模型计算器26 ；
模数转换和波宽识别器22有连接波形有宽度差异的模拟信号的接头，模数转换和波宽识别器22分别连接起点选择器23和速度计算器24 ；
起点选择器23与速度计算器24连接；
模型计算器26分别连接起点选择器23、速度计算器24和数字控制模型存储器25 ； 模型计算器26有输出信号接头。实现用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的方法的处理器还包括数模转换器27，数模转换器27与模型计算器26连接。本发明所述的反馈控制的物体运动起点为物体运动到某一反馈控制规定位置。本发明的优点在设定一组反馈控制模型后，反馈控制的物体运动起点和物体运动速度两个要素决定反馈控制模型，即这两个要素决定反馈控制的起点、终点、起点和终点之间的控制方式。可以人为改变反馈控制数字化控制模型函数，使相同的该两个要素可以产生不同起点、终点、起点和终点之间的控制方式。即可以人为改变反馈控制模型到最理想的起点、终点、起点和终点之间的控制方式。实现这种可以人为改变反馈控制模型到最理想状态，是把表示物体运动的模拟信号，变为含有物体运动起点和物体运动速度两个要素的数字信号，用该两个数字信号选择人为设定的反馈控制数字化数学模型。由于反馈控制模型是人为设定的，所以，可以把反馈控制数字化数学模型调节成最理想的模型，达到对物体运动最理的反馈控制效果。解决了直接用模拟信号对运动物体反馈控制，在速度确定后，只有一种控制模型，难以实现对物体运动最理的反馈控制效果的问题。本发明的用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型的方法，和实现用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型的方法的处理器，特别实用于对作变速直线运动物体进行反馈控制物体运动状态。因为变速直线运动物体的运动距离和位置不宜用波形峰值表示，而比较容易用波形宽度电信号直观的表示运动距离和位置。所以，本发明的方法或处理器最好适用于对变速直线运动物体进行反馈调节运动状态。
图I是本发明的方法或处理器中各模块的连接关系示意图。
具体实施例方式实施例I、用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的方法，以及实现这种方法使用的处理器。实现把宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的处理器中各模块的连接关系如下
该处理器中各模块包括模数转换和波宽识别器22、起点选择器23、速度计算器24、数字控制模型存储器25和模型计算器26 ；
模数转换和波宽识别器22有连接波形有宽度差异的模拟信号的接头，模数转换和波宽识别器22分别连接起点选择器23和速度计算器24 ；
起点选择器23与速度计算器24连接；
模型计算器26分别连接起点选择器23、速度计算器24和数字控制模型存储器25 ； 模型计算器26有输出信号接头。使用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的处理器，把宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的方法如下
第一步，把模拟信号的每个波变为数字代码用模数转换和波宽识别器22把波形有宽度差异的模拟信号进行识别各个波形的宽度，将不同波形宽度的信号标注为不同的数字信号代码，获得与原模拟信号各波形秩序相同的一串波形代码；用一串波形代码表示对应的一段原模拟信号。在代码化过程中，波形有宽度差异的波，用不同的代码，使一段原模拟信号变为一串不同代码的数字信号，这串不同代码的数字信号的代码先后秩序排列同于该段原模拟信号的波形先后秩序排列，即波形代码与原波形的先后位置点对应。模数转换和波宽识别器22分别连接起点选择器23和速度计算器24，把该串数字信号代码分别输入起点选择器23和速度计算器24 ；
第二步，计算物体运动速度的数据速度计算器24计算出设定时间段内原模拟信号中的波形交替变化率，或计算出设定时间段内原模拟信号中的全部波形个数，用波形交替变化率或设定时间段内全部波形个数这种数字化数据作为该段原模拟信号的变化速度。物体是长时间运动，在长时间运动中的某一段要反馈调节运动状态，所以，要设定一个时间段，计算出该时间段中的物体运动速度，作为下一段运动状态调节的参数。应根据该物体总体运动速度快慢和需要的调节后按模型运动时间长度设定计算速度的“设定时间段”长度。如物体是连续的转动，每周转动速度为50秒，设定时间段长度可以为5-8秒。第三步，选择反馈调节的起点起点选择器23与速度计算器24连接，起点选择器23用速度计算器24提供的该段原模拟信号变化速度的数据选择对应的波形代码；该波形代码作为把有宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的信号变化起点，即起点波形代码。在“设定时间段”内，用物体不同的运动速度，选用不同的波形代码作为“起点波形代码”，即为后继实现物体不同的运动速度，不同的规定位置进行人为设定的反馈调节作数据准备。第四步，进行函数计算获得最佳反馈调节数字化控制信号用模型计算器26分别连接起点选择器23和速度计算器24，模型计算器26用原模拟信号的变化速度数据和起点波形代码这两个变量在数字控制模型存储器25中选择对应的数字化控制模型函数，并把原模拟信号的变化速度数据和起点波形代码两个变量代入数字化控制模型函数，获得数字 化控制信号，该数字化控制信号用于控制目标电器。由于数字控制模型存储器25中的数字化控制模型函数是人为设定的，是可以修改的，是可以修改成最佳的反馈调节效果的。所以，模型计算器26就能够输出最佳反馈调节数字化控制信号。实施例2、能输出模拟控制信号的处理器，以及输出模拟控制信号的方法。如实施例I所述实现把宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的处理器改为能输出模拟控制信号的处理器，是在实施例I所述处理器的模型计算器26输出端上连接一个数模转换器。数模转换器把模型计算器26输出的数字化控制信号变为模拟控制信号，以便模型计算器26输出的数字化控制信号也能用于只能接收模拟信号的被控制物体的控制器。
权利要求
1.用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的方法，包括波形有宽度差异的模拟信号，其特征在于还包括模数转换和波宽识别器(22)、起点选择器(23)、速度计算器(24),数字控制模型存储器(25)和模型计算器(26); 用模数转换和波宽识别器(22)把波形有宽度差异的模拟信号进行识别各个波形的宽度，将不同波形宽度的信号标注为不同的数字信号代码，获得与原模拟信号各波形秩序相同的一串波形代码；用一串波形代码表示对应的一段原模拟信号； 模数转换和波宽识别器(22)分别连接起点选择器(23)和速度计算器(24)，把该串数字信号代码分别输入起点选择器(23)和速度计算器(24)； 速度计算器(24)计算出设定时间段内原模拟信号中的波形交替变化率，或计算出设定时间段内原模拟信号中的全部波形个数，用波形交替变化率或设定时间段内全部波形个数这种数字化数据作为该段原模拟信号的变化速度； 起点选择器(23)与速度计算器(24)连接，起点选择器(23)用速度计算器(24)提供的该段原模拟信号变化速度的数据选择对应的波形代码；该波形代码作为把有宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的信号变化起点，即起点波形代码； 用模型计算器(26 )分别连接起点选择器(23 )和速度计算器(24 )，模型计算器(26 )用原模拟信号的变化速度数据和起点波形代码这两个变量在数字控制模型存储器(25)中选择对应的数字化控制模型函数，并把原模拟信号的变化速度数据和起点波形代码两个变量代入数字化控制模型函数，获得数字化控制信号，该数字化控制信号用于控制目标电器。
2.根据权利要求I所述的用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的方法，其特征在于还包括数模转换器(27)，数模转换器(27)与模型计算器(26)连接，数模转换器(27)把数字化控制信号变为带有数字化控制模型的模拟控制信号。
3.实现权利要求I所述用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的方法的处理器，其特征在于包括模数转换和波宽识别器(22)、起点选择器(23)、速度计算器(24)、数字控制模型存储器(25)和模型计算器(26)； 模数转换和波宽识别器(22)有连接波形有宽度差异的模拟信号的接头，模数转换和波宽识别器(22)分别连接起点选择器(23)和速度计算器(24)； 起点选择器(23)与速度计算器(24)连接； 模型计算器(26)分别连接起点选择器(23)、速度计算器(24)和数字控制模型存储器(25)； 模型计算器(26)有输出信号接头。
4.根据权利要求3所述的实现用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型信号的方法的处理器，其特征在于还包括数模转换器(27 )，数模转换器(27 )与模型计算器(26 )连接。
全文摘要
本发明用宽度差异模拟信号变为数字化控制模型的方法和处理器属于信号变换的技术领域。其方法是把波形有宽度差异的模拟信号变为一串波形代码，用该串波形代码计算对应段原模拟信号代表的物体运动速度，确定起点波形代码，把运动速度和起点波形代码代入人为设定的数字化控制模型函数计算出数字化控制信号。优点能获得准确的反馈控制起点和终点，以及起点和终点之间的控制方式。可以人为改变反馈控制数字化控制模型函数到最理想的起点、终点、起点和终点之间的控制方式。本发明的方法和处理器最好适用于对变速直线运动物体进行反馈调节运动状态。
文档编号H03M1/02GK102832933SQ20121026348
公开日2012年12月19日 申请日期2012年7月28日 优先权日2012年7月28日
发明者黄强 申请人:成都宽和科技有限责任公司, 黄强, 高松, 欧阳焱雄