計算機控制技術及具體應用

郭 歌 裴 昊

平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院

計算機控制技術及具體應用

郭 歌 裴 昊

平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院

計算機控制系統(tǒng)在各項工程項目中被廣泛利用，也是工程中不可缺少的部分，它直接影響到工程項目中的儀表、機器能否正常、安全、穩(wěn)定的運轉。鑒于計算機控制系統(tǒng)在生活中的深入，所以計算機控制技術的安全性、可靠性就尤為重要，這樣才能更好的應用。

計算機控制技術的產(chǎn)生及發(fā)展

計算機控制技術是由數(shù)字計算機對動態(tài)系統(tǒng)進行控制的技術，它是隨著計算機技術的發(fā)展而出現(xiàn)的。在計算機的控制系統(tǒng)中，自動控制中的常規(guī)控制設備由數(shù)字計算機來代替，用來調節(jié)和控制動態(tài)系統(tǒng)，進而使計算機控制技術實現(xiàn)根本性變革。數(shù)字計算機具有強大的功能，主要具備了采集、傳送、存貯、處理大量數(shù)據(jù)的能力，使自動控制開始變革發(fā)展，在此基礎上以計算機為主要控制設備的一個新階段順勢開啟。

在計算機控制系統(tǒng)中有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、實時控制這三個主要部分貫穿于整個控制過程中。控制系統(tǒng)可做到對被控參數(shù)的實時檢測，處理好其輸入到計算機系統(tǒng)的部分，同時還要按照已經(jīng)設計好的控制規(guī)律準確計算出計算控制量，之后再發(fā)出控制信號。計算機控制技術要求在一定時間內(nèi)完成信號的輸入、計算和輸出，確保控制的時效性。此外，整個信息處理過程不可重復，要按照指標去完成工作。還要監(jiān)測好被控參數(shù)和設備本身存在的異常，找到問題后及時處理，從根本上保證系統(tǒng)能順利完成工作，符合工作實踐的需求。

計算機控制技術的概述

1.計算機控制的基本概念

（1）開環(huán)控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出量如果對系統(tǒng)的控制作用毫無影響，就可以將其稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的一大優(yōu)勢就是對系統(tǒng)的輸出量無需測量，也不必將輸出量反饋到輸入端進行多方比較。

（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)：只要是系統(tǒng)輸出的信號都會給控制作用的系統(tǒng)帶來直接的影響，這種系統(tǒng)就被稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)，也可以將閉環(huán)控制系統(tǒng)看做是反饋系統(tǒng)，同時它還具有穩(wěn)定性。

2.計算機控制系統(tǒng)的主要特點

（1）在結構上除了計算機控制系統(tǒng)中測量裝置、執(zhí)行機構等一些比較常用的模擬部件外，計算機控制系統(tǒng)中數(shù)字計算機就是系統(tǒng)中具有控制執(zhí)行功能的關鍵部件，也是核心。所以，可以說模擬和數(shù)字部件的混合系統(tǒng)就是計算機控制系統(tǒng)。

（2）連續(xù)模擬信號是計算機控制系統(tǒng)中不可缺少的，但是除此之外還含有數(shù)字信號，事實上計算機控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)兩者間有明顯不同之處，要用專門的理論去設計、分析。

（3）計算機的運算能力極強，所以計算機控制系統(tǒng)中往往可以將分時控制的方式應用到控制器（控制計算機）上，這樣有利于同時控制多個回路。

（4）計算機控制系統(tǒng)的指令系統(tǒng)豐富，并且邏輯判斷功能強大，主要采用離散控制方式。而在具體操作中，則可以通過計算機控制系統(tǒng)達到管理控制一體化。

3.計算機控制系統(tǒng)的控制過程

分為兩個部分：一是實時數(shù)據(jù)采集；二是實時控制決策。對測量變送裝置的被控量的瞬時值進行檢測和輸入，之后還要分析和處理采集到的被控量數(shù)據(jù)，以控制規(guī)律為依據(jù)進行仔細的研究。

計算機控制技術的具體應用及未來發(fā)展方向

1.在人們的日常生活中，計算機控制技術已經(jīng)成為非常重要的一部分，被廣泛應用到多個方面。計算機控制技術無論是對于微型系統(tǒng)還是大型系統(tǒng)來說，都是它們必不可少的，由此可以看出計算機控制技術的重要性。近年來，計算機技術在快速發(fā)展，微型計算機也在日益普及，隨之也出現(xiàn)了多種微型控制器，這些控制器價格低，且性能優(yōu)良，適用的范圍很廣，有利于降低計算機控制器的成本，促使計算機控制技術更好的運用和發(fā)展。除此之外，借助于各種軟件編程，實現(xiàn)靈活、復雜的控制算法，從而可將計算機控制技術運用到交通運輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設等多個領域，也能獲得更好的效果。總之，在計算機技術的進步和控制理論的發(fā)展形勢下，會出現(xiàn)更多先進的計算機控制技術，也會有更可靠的控制效果，適用更為廣闊的范圍，也進一步推動了國民經(jīng)濟的大發(fā)展。

2.未來計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

（1）計算機集成制造系統(tǒng)

CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）就是所謂的計算機集成制造系統(tǒng)CIMS，它的應用是以三大技術為基礎，一是自動化技術，二是制造技術，三是信息技術。借助于計算機及其軟件，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及的生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)控制、產(chǎn)品設計、生產(chǎn)設備等一系列所需系統(tǒng)進行針對性的有機集成，由此可以消除自動化孤島，實現(xiàn)智能制造系統(tǒng)，并具有多品種、高效益、高柔性。

（2）集散控制系統(tǒng)

在過程控制領域里，集散控制系統(tǒng)技術在日趨完善，也成為時下的主流系統(tǒng)，被使用的領域也更為廣泛。從目前的形勢變化來看，由于該系統(tǒng)以微處理器作為基礎，所以也可以將集散控制系統(tǒng)稱為分散型信息綜合控制系統(tǒng)。在集散控制系統(tǒng)發(fā)展的初始階段，實現(xiàn)分散控制是集散控制的主要目的，所以分散控制系統(tǒng)這一名稱在國外一直被沿用，即DCS（Distributed Control System）。到了80年代，全系統(tǒng)信息的綜合管理成為了分散控制系統(tǒng)處理的重點技術。因綜合管理和分散控制這兩大特征始終是其重點考慮的問題，所以也稱為分散型綜合控制系統(tǒng)，簡稱集散系統(tǒng)。

（3）智能控制系統(tǒng)

到目前為止，還沒有對智能控制下一個統(tǒng)一準確的定義。因此，我們認為智能控制就是指在智能機器的自主驅動下實現(xiàn)其自動控制的目標。我們也可以認為智能控制是智能機器的驅使下，無需人的操作就能實現(xiàn)自動控制目標，自主機器人的控制就屬于這類的最好證明。基于上述的兩種情況，就可以將智能控制系統(tǒng)的概念概況為：操作人員無需干預，只要能驅動自主智能機器就將其目標的自動控制系統(tǒng)得以實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)。該類系統(tǒng)首先要具備的就是智能調節(jié)和執(zhí)行能力。控制論、人工智能、系統(tǒng)學和運籌學等多個學科被智能控制用做理論基礎。

（4）低成本自動化系統(tǒng)

計算機的各種功能在逐漸的完善，呈現(xiàn)出大容量、高速度發(fā)展的特點，同時綜合自動化系統(tǒng)也在改善。國際上開始轉向低成本自動化LCA，并且LCA已經(jīng)被國際自動控制聯(lián)合委員會定為系列學術會議之一，具有重要意義。

結束語

綜上所述，計算機控制技術得到了較快發(fā)展，并且在多個領域都發(fā)揮出了重要作用。計算機控制技術以計算機應用技術、電子技術、自動控制技術為基礎，實現(xiàn)精密化生產(chǎn)和自動化控制。隨著科技隊伍的壯大，計算機人才應不斷提高自身的計算機控制技術應用能力，以適應當前企業(yè)發(fā)展的需要。為此，作為計算機人才，就要繼續(xù)加強對計算機控制技術方面的研究，不斷提高計算機控制技術水平，以此來滿足當前高端技術發(fā)展的需要，也使計算機控制系統(tǒng)的可靠性技術在未來有更大的進步空間。