計算機控制系統的設計論文

　　隨著科學技術的發展，人們越來越多的用計算機來實現控制。下面是小編給大家推薦的，希望大家喜歡!

　　篇一

　　《計算機控制系統設計分析》

　　【摘要】隨著科學技術的發展，人們越來越多的用計算機來實現控制。近年來，計算機技術、自動控制技術、檢測與感測器技術、CRT顯示技術、通訊與網路技術和微電子技術的高速發展，給計算機控制技術帶來了巨大的發展。然而，設計一個性能好的計算機控制系統是非常重要的。計算機控制系統主要由硬體和軟體兩大部分組成，一個完整的控制系統還需要考慮系統的抗干擾性能，系統的抗干擾性能力是關係到整個系統可靠執行的關鍵。

　　【關鍵詞】計算機;控制系統;設計

　　計算機控制系統是在自動控制技術和計算機技術發展的基礎上產生的。若將自動控制系統中的控制器的功能用計算機來實現，就組成了典型的計算機控制系統。它用計算機參與控制並藉助一些輔助部件與被控物件相聯絡，以獲得一定控制目的而構成的系統。其中輔助部件主要指輸入輸出介面、檢測裝置和執行裝置等。它與被控物件的聯絡和部件間的聯絡通常有兩種方式：有線方式、無線方式。控制目的可以是使被控物件的狀態或運動過程達到某種要求，也可以是達到某種最優化目標。

　　一、計算機控制技術的概述

　　1.計算機控制的概念

　　1開環控制系統

　　若系統的輸出量對系統的控制作用沒有影響，則稱該系統為開環控制系統。在開環控制系統中，既不需要對系統的輸出量進行測量，也不需要將它反饋到輸入端與輸入量進行比較。

　　2閉環控制系統

　　凡是系統的輸出訊號對控制作用能有直接影響的系統都叫作閉環控制系統，即閉環系統是一個反饋系統。閉環控制系統中系統的穩定性是一個重要問題。

　　2.計算機控制系統

　　採用計算機進行控制的系統稱為計算機控制系統，也稱它為數字控制系統。若不考慮量化問題，計算機控制系統即為取樣系統。進一步，若將連續的控制物件和保持器一起離散化，那麼取樣控制系統即為離散控制系統。所以取樣和離散系統理論是研究計算機控制系統的理論基礎。

　　3.計算機控制系統的控制過程

　　1實時資料採集：對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進行檢測和輸入。

　　2實時控制決策：對採集到的被控量進行資料分析和處理，並按已定的控制規律決定進一步的的控制過程。

　　3實時控制：根據控制決策，適時地對執行機構發出控制訊號，完成控制任務。

　　4.計算機控制系統的特點

　　1結構上。計算機控制系統中除測量裝置、執行機構等常用的模擬部件之外，其執行控制功能的核心部件是數字計算機，所以計算機控制系統是模擬和數字部件的混合系統。

　　2計算機控制系統中除仍有連續模擬訊號之外，還有離散模擬、離散數字等多種訊號形式。

　　3由於計算機控制系統中除了包含連續訊號外，還包含有數字訊號，從而使計算機控制系統與連續控制系統在本質上有許多不同，需採用專門的理論來分析和設計。

　　4計算機控制系統中，修改一個控制規律，只需修改軟體，便於實現複雜的控制規律和對控制方案進行線上修改，使系統具有很大靈活性和適應性。

　　5計算機控制系統中，由於計算機具有高速的運算能力，一個控制器控制計算機經常可以採用分時控制的方式而同時控制多個迴路。

　　6採用計算機控制，如分級計算機控制、離散控制系統、微機網路等，便於實現控制與管理一體化，使工業企業的自動化程度進一步提高。

　　二、計算機控制系統的工作原理

　　計算機控制系統包括硬體組成和軟體組成。在計算機控制系統中，需有專門的數字-模擬轉換裝置和模擬-數字轉換裝置。由於過程控制一般都是實時控制，有時對計算機速度的要求不高，但要求可靠性高、響應及時。計算機控制系統的工作原理可歸納為以下三個過程：

　　一實時資料採集

　　對被控量的瞬時值進行檢測，並輸入給計算機。

　　二實時決策

　　對採集到的表徵被控引數的狀態量進行分析，並按已定的控制規律，決定下一步的控制過程。

　　三實時控制

　　根據決策，適時地對執行機構發出控制訊號，完成控制任務。

　　這三個過程不斷重複，使整個系統按照一定的品質指標進行工作，並對被控量和裝置本身的異常現象及時作出處理。在自動控制系統的實際工程中，經常需要檢測被測物件的一些物理引數，如溫度、流量、壓力、速度等，這些引數都是模擬訊號的形式。它們要由感測器轉換成電壓訊號，再經A/D轉換器變換成計算機能夠處理的訊號。同樣，計算機控制外設，如電動調節閥、模擬調速系統時，就需要將計算機輸出的數字訊號經過D/A轉換器變換成外設能接受的模擬訊號。

　　三、計算機控制系統在汽車檢測方面的應用

　　計算機控制系統所採用的形式與它所控制的生產過程的複雜程度密切相關，不同的被控物件和不同的要求，應有不同的控制方案。計算機控制系統大致可分為以下幾種典型的形式。它們是：操作指導控制系統;直接數字控制系統DDC，DDC系統屬於計算機閉環控制系統，是計算機工業生產過程中最普遍的一種應用方式;監督控制系統SCC;分散控制系統DCS和現場匯流排控制系統。對於計算機控制系統在汽車檢測方面的應用，我們需要從汽車管理檢測和汽車故障檢測兩方面來進行分析。而這兩方面對於汽車效能很重要。

　　1.計算機控制系統在汽車管理檢測方面的應用

　　其實也就是常說的“多站點汽車檢測動態管理網路系統”主要是利用計算機資訊科技實現道路運輸管理部門對多個汽車檢測站的檢測資料進行實時傳輸與檢測結果的自動判斷，實現車輛二級維護備案，並實現對道路運輸車輛技術狀況的實時監控和道路運輸車輛相關資訊的自動化傳輸，該系統還可以對汽車維修企業的二級維護車輛的一次檢驗合格率進行監控。該系統採用分級分散式星型網路結構，網路各工作站點通過集線器相互連線構成檢測系統區域網絡，完成資料通訊和資訊傳輸;通過調變解調器能方便地與電話網連線，加入Internet國際網際網路，實現區域網與局域的遠端通訊，從而構成廣域網。其車輛檢測、辦理車輛技術等級評定和二級維護簽章實行封閉式自動檢測和流水作業辦公。

　　2.計算機控制系統在汽車故障檢測方面的應用

　　經過多年的發展，目前國內的汽車故障檢測維修行業已具相當規模。大部分汽車綜合性能檢測站均採用了計算機控制系統，汽車維修企業也應用維修資訊管理系統，一定程度上實現了檢測自動化和管理科學化。

　　1計算機控制系統可以為汽車故障檢測提供技術支援

　　通過計算機控制系統完善汽車行業整體資訊化之後，維修企業就可以通過一個公共的專家資料庫查詢需要的維修技巧並將自身的工作經驗與同行共享;一個維修企業的配件儲存是有限的，但如果將每個維修企業甚至供應商的配件倉儲量、型號和規格等登入資訊網，可以較好地解決企業配件短缺但一時難以購置的問題;為車主提供周到迅速的服務，應是每個維修企業追求的目標之一，車輛檢測不合格需要進廠維修時，維修企業可以通過網路查詢到該車輛的原始檢測資料和汽車效能曲線，極大地提高維修效率和準確性。同時，也能保證我們對於汽車安全方面的要求。

　　2計算機遠端故障控制系統對汽車行業的現實意義

　　目前我國汽車維修行業已經從完全依靠檢查者的感覺和實踐經驗進行診斷。

　　四、小結

　　近年來，隨著計算機技術、自動控制技術、檢測與感測器技術、網路與通訊技術、微電子技術、CRT顯示技術、現場匯流排智慧儀表、軟體技術以及自控理論的高速發展，計算機控制的技術水平大大提高，計算機控制系統的應用突飛猛進。利用計算機控制技術，人們可以對現場的各種裝置進行遠端監控，完成常規控制技術無法完成的任務，微型計算機控制已經被廣泛地應用於軍事、農業、工業、航空航天以及日常生活的各個領域。可以說，21世紀是計算機和控制技術獲得重大發展的時代，大到載人航天飛船的研製成功，小到日用的家用電器，甚至計算機控制的家庭主婦機器人，到處可見計算機控制系統的應用。計算機控制技術的發展日新月異，作為現代從事工業控制和智慧儀表研究、開發及使用的技術人員，必須不斷學習，加快知識更新的速度，才能適應社會的需要，才能在工業控制領域裡繼續邀遊。

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　　作者簡介：邱建朋1981―，男，江蘇阜寧人，2005年畢業於湖南大學自動化專業，工學學士，工程師，現供職於華東電子工程研究所，研究方向：工業控制。