《面向对象编程在过程控制功能块中开发应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《面向对象编程在过程控制功能块中开发应用（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、I摘 要面向对象方法（Object-Oriented Method），一般可简称为 OO（Object-Oriented） 方法，在软件的开发过程中，OO 可作为一种指导的系统方法。一般把 OO 认为是一个中间 过渡环节。可进一步规范管理 OOA 出来的分析结果，直接受理的 OOP 因此也得到了很大 便利。 面向对象程序设计（Object Oriented Programming）简称为 OOP。被认为是一种计 算机的编程基本架构，现如今，面向的对象编程思想已经成为计算机界关心的重点。OOP 技术由五个最基本的概念组成：对象（objects）、方法（methods）、类（classes）、 消
2、息（messages）和继承（inheritance）。基于面向对象的高级语言 C+，着重从封装、 继承以及多态性来考虑实现 OOP 技术。 此次毕业设计，基于面向对象编程的方法，实现其在过程控制功能块开发中的应用 与开发。以简单的 PID 功能块为对象，应用 C+程序语言进行相关编程。 功能块可理解为一种图形化的编程语言，一般可形象理解为“软件的集成电路”。 输入、输出和内部控制参数构成了功能块。一套特定的算法，以输入参数为基础，产生 了输出参数，以供系统或其他功能块利用，实现应用程序系统的控制功能。 在毕业论文中，特别认识 PID 功能块内部的一些主要参数，比如： BKCAL_OUT、OU
3、T、BKCAL_IN、IN、FF_VAL 等。通过 C+基于面向对象设计带有的 PID 控 制算法及抗积分饱和、前馈控制功能的 PID 控制功能块。关键词关键词：面向对象，高级语言，类，对象，功能块IIABSTRACTObject-Oriented Method is sometimes referred to as Object-Oriented which is a systematic approach that can be used to guide the software development process.Usually,OO is an intermediate link
4、 in the Object-Oriented Method.Its main role is further standardized management OOA analysis,in order to be able to OOP accepted. Object-Oriented Programming is a computer programming architecture. Nowadays, the ideas of object-oriented programming has become the focus of computer industrys concern.
5、The technology of object-oriented programming is made up of five basic concept compositions: objects,methods,classes,messages and inheritance. Based on high-level object-oriented language C +, considering implementing OOP techniques mainly from encapsulation, inheritance and polymorphism.This topic
6、is based on object-oriented design,application and development of the process control function blocks.The simple PID function block objects,the application of C+ programming. Function Block is understood as a graphical programming language, and can be understood as the image of “software ICs.“ Input
7、, output and internal control parameters constitute a function block. A specific algorithm can generate the output parameters based on the input parameters,which are for the system or other function blocks use,to achieve the application of a control function of the system. In my thesis,I focused on
8、understanding the main parameters of the PID function block inside itself,such as:BKCAL_OUT,OUT,BKCAL_IN,IN,FF_VAL,and so on.By C+ based object-oriented design with PID control algorithmand feed forward control antiwindup function PID control function block.KEYWORDS:Object-Oriented,High-level,langua
9、ge,Class,Object,Function block目 录摘 要 IABSTRACT .II第 1 章 绪论 .11.1 选题背景及发展现况.1 1.1.1 面向对象相关概念.1 1.1.2 OOP 的基本原理及其发展过程 .1 1.1.3 OOP 技术的特点 .3 1.1.4 OOP 技术在 C+中的实现与应用5 1.2 国内外研究现状.6 1.2.1 控制系统的发展历程.6 1.2.2 DCS 与 FCS 现状 .6 1.2.3 面向对象技术的发展.7 1.3 本章小结.7第 2 章 功能块的概念和结构 .82.1 功能块及参数的概念.8 2.2 功能块的原理及特点.9 2.3 功
10、能块分类10 2.3.1 输入功能块10 2.3.2 输出功能块10 2.3.3 控制功能块10 2.3.4 计算功能块10 2.4 功能块执行过程11 2.5 功能块组态11 2.6 本章小节12第 3 章 基于 OOD 方法的过程控制功能块的设计 133.1 OOD 的有关概念 13 3.1.1 什么是 OOD 13 3.1.2 OOD 的特点 13 3.1.3 OOD 的基本思想 13 3.1.4 OOA、OOD 以及 OOP 之间的关系 .14 3.2 OOD 的主要工作和过程 14 3.2.1 问题域部分的设计14 3.2.2 人机交互部分的设计15 3.2.3 应用控制部分的设计1
11、5 3.3 OOD 设计的主要方法步骤 16 3.4 功能块参数16 3.5 控制变量的计算17 3.5.1 过程变量的计算173.5.2 设定值的计算17 3.5.3 设定值跟踪过程变量18 3.5.4 输出参数计算18 3.5.5 串级控制18 3.6 块模式参数18 3.6.1 模式类型18 3.6.2 块模式参数 MODE_BLK 的构成元素.19 3.7 量程标定参数19 3.8 PID 设计 19 3.9 功能块设计应用实例19 3.10 本章小结.20第 4 章 具体程序的编写 214.1 用 C+编程实现一个简单过程控制 21 4.1.1 功能流程框图21 4.1.2 具体过程
12、思想21 4.1.3 温度检测类的代码22 4.1.4 运行界面23 4.2 用 C+实现 PID 控制过程 23 4.2.1 位置式 PID 算法23 4.2.2 增量式 PID 算法25 4.2.3 积分分离算法25 4.2.4 抗积分饱和算法25 4.2.5 微分项改进算法26 4.2.6 带死区的数字 PID 算法26 4.2.7 对 PID 的直观理解26 4.2.8 程序思想讲述及相关重要代码27 4.2.9 运行截图29结论及展望 .321 本文结论32 2 工作展望32参 考 文 献 33致 谢 .34华北电力大学本科毕业设计（论文）1第 1 章 绪论1.1 选题背景及发展现况
13、1.1.1 面向对象相关概念90 年代软件开发的主流是面向对象，如今，面向对象也已经成为计算机行业关心的一大重点。面向对象的方法现在已经扩展到了相当宽的领域中，面向对象的基本概念以及应用已经早已不只是程序设计和软件开发那么狭隘了。面向对象的产生是由于早期结构化方法出现了很多难以解决的问题。仔细研究与观察，不难发现，用结构化设计的方法去求解问题，我们是站在功能的角度去分析问题域。由于此基本策略，这是由一些特定任务和子过程相关的应用程序去实现的功能块，包括用数据组织模式去处理的给定数据，使用该算法去描述出的特定基本操作。而随着功能要求的逐渐完善，日趋复杂的应用系统，结构化的设计思路就慢慢显现了很多
14、弱点。如今，在软件开发与应用的全部领域中，面向对象的基本思想已经逐渐渗透与完善。比如我们接触到的面向对象编程（OOPOOP，ObjectObject OrientedOriented ProgrammingProgramming） ，面向对象分析（OOAOOA，ObjectObject OrientedOriented analysisanalysis） ，面向对象设计（OODOOD，ObjectObject OrientedOriented designdesign） 。其中，以 OOPOOP 最为我们熟知。1.1.2 OOP 的基本原理及其发展过程现如今，使用最广泛的开发工具技术就是面向对
15、象编程（OOP，Object Oriented Programming） 。回顾 20 世纪 80 年代，当时，在计算机软件领域可谓发生了翻天覆地的变化，由此也对绝大多数系统分析员程序员的职业规划和方向产生了重大影响。面向对象编程（OOP，Object Oriented Programming）就是这其中的最典型的代表。谈到 OOP，并不能理解为一种编程的语言，其实，更准确地说，它是关于数据与进程之间的全新方法概念。OOP 是一种方法，OOP 的一条基本原则是计算机程序是由单个能够起到子程序作用的单元或对象组合而成。抽象、封装性、共享性、强调对象结构而不是程序结构是面向对象的要素。对象包括数据
16、和流程的封装，它们之间有着千丝万缕的联系。在 OOP 概念提出以前，数据和文件形式、过程总是彼此分离的，OOP 把数据和过程组合到了一起。由于其有复用性，所以对象是通用并且独立的，足以构成软件的独立单元。 “搭积木”就可以很形象地形容这个过程。OOP 技术由五个基本概念组成：对象（objects） 、方法（methods） 、类（classes） 、消息（messages）和继承（inheritance） 。1.对象（objects） 。OOP 技术的核心。对象，是指客观存在的事物，包括一组属性（attribute）和一组行为（behavior） 。由于它的组成特点，所以扩展为对象是具体和抽象并存的。对象千差万别，但相同的是它们都是各自系统的基本构成单位。面向对象华北电力大学本科毕业设计（论文）2编程是一个实体，熟悉的对象，客观的事物。在面向对象编程技术当中我们都可以找到具有相同特性（静态特性）和行为（动态特性）的对象，抽象就成为了类。2.方法（methods） 。方法是对某对象接收信息后
