計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的相關(guān)論文
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的相關(guān)論文
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越多的用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的相關(guān)論文，希望大家喜歡!
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的相關(guān)論文篇一
《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析》
【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越多的用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)與傳感器技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微電子技術(shù)的高速發(fā)展，給計(jì)算機(jī)控制技術(shù)帶來(lái)了巨大的發(fā)展。然而，設(shè)計(jì)一個(gè)性能好的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是非常重要的。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大部分組成，一個(gè)完整的控制系統(tǒng)還需要考慮系統(tǒng)的抗干擾性能，系統(tǒng)的抗干擾性能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī);控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是在自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。若將自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制器的功能用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，就組成了典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對(duì)象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。其中輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置等。它與被控對(duì)象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系通常有兩種方式：有線方式、無(wú)線方式?？刂颇康目梢允鞘贡豢貙?duì)象的狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程達(dá)到某種要求，也可以是達(dá)到某種最優(yōu)化目標(biāo)。
一、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的概述
1.計(jì)算機(jī)控制的概念
(1)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)
若系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒(méi)有影響，則稱(chēng)該系統(tǒng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中，既不需要對(duì)系統(tǒng)的輸出量進(jìn)行測(cè)量，也不需要將它反饋到輸入端與輸入量進(jìn)行比較。
(2)閉環(huán)控制系統(tǒng)
凡是系統(tǒng)的輸出信號(hào)對(duì)控制作用能有直接影響的系統(tǒng)都叫作閉環(huán)控制系統(tǒng)，即閉環(huán)系統(tǒng)是一個(gè)反饋系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)中系統(tǒng)的穩(wěn)定性是一個(gè)重要問(wèn)題。
2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的系統(tǒng)稱(chēng)為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，也稱(chēng)它為數(shù)字控制系統(tǒng)。若不考慮量化問(wèn)題，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)即為采樣系統(tǒng)。進(jìn)一步，若將連續(xù)的控制對(duì)象和保持器一起離散化，那么采樣控制系統(tǒng)即為離散控制系統(tǒng)。所以采樣和離散系統(tǒng)理論是研究計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。
3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程
(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：對(duì)來(lái)自測(cè)量變送裝置的被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)和輸入。
(2)實(shí)時(shí)控制決策：對(duì)采集到的被控量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，并按已定的控制規(guī)律決定進(jìn)一步的的控制過(guò)程。
(3)實(shí)時(shí)控制：根據(jù)控制決策，適時(shí)地對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制任務(wù)。
4.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
(1)結(jié)構(gòu)上。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中除測(cè)量裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等常用的模擬部件之外，其執(zhí)行控制功能的核心部件是數(shù)字計(jì)算機(jī)，所以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字部件的混合系統(tǒng)。
(2)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中除仍有連續(xù)模擬信號(hào)之外，還有離散模擬、離散數(shù)字等多種信號(hào)形式。
(3)由于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中除了包含連續(xù)信號(hào)外，還包含有數(shù)字信號(hào)，從而使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)在本質(zhì)上有許多不同，需采用專(zhuān)門(mén)的理論來(lái)分析和設(shè)計(jì)。
(4)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，修改一個(gè)控制規(guī)律，只需修改軟件，便于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律和對(duì)控制方案進(jìn)行在線修改，使系統(tǒng)具有很大靈活性和適應(yīng)性。
(5)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)具有高速的運(yùn)算能力，一個(gè)控制器(控制計(jì)算機(jī))經(jīng)?？梢圆捎梅謺r(shí)控制的方式而同時(shí)控制多個(gè)回路。
(6)采用計(jì)算機(jī)控制，如分級(jí)計(jì)算機(jī)控制、離散控制系統(tǒng)、微機(jī)網(wǎng)絡(luò)等，便于實(shí)現(xiàn)控制與管理一體化，使工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高。
二、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括硬件組成和軟件組成。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，需有專(zhuān)門(mén)的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備。由于過(guò)程控制一般都是實(shí)時(shí)控制，有時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)速度的要求不高，但要求可靠性高、響應(yīng)及時(shí)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理可歸納為以下三個(gè)過(guò)程：
(一)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集
對(duì)被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)，并輸入給計(jì)算機(jī)。
(二)實(shí)時(shí)決策
對(duì)采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行分析，并按已定的控制規(guī)律，決定下一步的控制過(guò)程。
(三)實(shí)時(shí)控制
根據(jù)決策，適時(shí)地對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制任務(wù)。
這三個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)，使整個(gè)系統(tǒng)按照一定的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行工作，并對(duì)被控量和設(shè)備本身的異?，F(xiàn)象及時(shí)作出處理。在自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)際工程中，經(jīng)常需要檢測(cè)被測(cè)對(duì)象的一些物理參數(shù)，如溫度、流量、壓力、速度等，這些參數(shù)都是模擬信號(hào)的形式。它們要由傳感器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變換成計(jì)算機(jī)能夠處理的信號(hào)。同樣，計(jì)算機(jī)控制外設(shè)，如電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、模擬調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，就需要將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器變換成外設(shè)能接受的模擬信號(hào)。
三、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在汽車(chē)檢測(cè)方面的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所采用的形式與它所控制的生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜程度密切相關(guān)，不同的被控對(duì)象和不同的要求，應(yīng)有不同的控制方案。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)大致可分為以下幾種典型的形式。它們是：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng);直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC)，DDC系統(tǒng)屬于計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最普遍的一種應(yīng)用方式;監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC);分散控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在汽車(chē)檢測(cè)方面的應(yīng)用，我們需要從汽車(chē)管理檢測(cè)和汽車(chē)故障檢測(cè)兩方面來(lái)進(jìn)行分析。而這兩方面對(duì)于汽車(chē)性能很重要。
1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在汽車(chē)管理檢測(cè)方面的應(yīng)用
其實(shí)也就是常說(shuō)的“多站點(diǎn)汽車(chē)檢測(cè)動(dòng)態(tài)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”主要是利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)道路運(yùn)輸管理部門(mén)對(duì)多個(gè)汽車(chē)檢測(cè)站的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸與檢測(cè)結(jié)果的自動(dòng)判斷，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛二級(jí)維護(hù)備案，并實(shí)現(xiàn)對(duì)道路運(yùn)輸車(chē)輛技術(shù)狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和道路運(yùn)輸車(chē)輛相關(guān)信息的自動(dòng)化傳輸，該系統(tǒng)還可以對(duì)汽車(chē)維修企業(yè)的二級(jí)維護(hù)車(chē)輛的一次檢驗(yàn)合格率進(jìn)行監(jiān)控。該系統(tǒng)采用分級(jí)分布式星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)各工作站點(diǎn)通過(guò)集線器相互連接構(gòu)成檢測(cè)系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)通信和信息傳輸;通過(guò)調(diào)制解調(diào)器能方便地與電話網(wǎng)連接，加入Internet國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)與局域的遠(yuǎn)程通信，從而構(gòu)成廣域網(wǎng)。其車(chē)輛檢測(cè)、辦理車(chē)輛技術(shù)等級(jí)評(píng)定和二級(jí)維護(hù)簽章實(shí)行封閉式自動(dòng)檢測(cè)和流水作業(yè)辦公。
2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在汽車(chē)故障檢測(cè)方面的應(yīng)用
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)的汽車(chē)故障檢測(cè)維修行業(yè)已具相當(dāng)規(guī)模。大部分汽車(chē)綜合性能檢測(cè)站均采用了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，汽車(chē)維修企業(yè)也應(yīng)用維修信息管理系統(tǒng)，一定程度上實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)自動(dòng)化和管理科學(xué)化。
(1)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以為汽車(chē)故障檢測(cè)提供技術(shù)支持
通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)完善汽車(chē)行業(yè)整體信息化之后，維修企業(yè)就可以通過(guò)一個(gè)公共的專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)需要的維修技巧并將自身的工作經(jīng)驗(yàn)與同行共享;一個(gè)維修企業(yè)的配件儲(chǔ)存是有限的，但如果將每個(gè)維修企業(yè)甚至供應(yīng)商的配件倉(cāng)儲(chǔ)量、型號(hào)和規(guī)格等登入信息網(wǎng)，可以較好地解決企業(yè)配件短缺但一時(shí)難以購(gòu)置的問(wèn)題;為車(chē)主提供周到迅速的服務(wù)，應(yīng)是每個(gè)維修企業(yè)追求的目標(biāo)之一，車(chē)輛檢測(cè)不合格需要進(jìn)廠維修時(shí)，維修企業(yè)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)到該車(chē)輛的原始檢測(cè)數(shù)據(jù)和汽車(chē)性能曲線，極大地提高維修效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)，也能保證我們對(duì)于汽車(chē)安全方面的要求。
(2)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程故障控制系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)行業(yè)的現(xiàn)實(shí)意義
目前我國(guó)汽車(chē)維修行業(yè)已經(jīng)從完全依靠檢查者的感覺(jué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行診斷。
四、小結(jié)
近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)與傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、微電子技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表、軟件技術(shù)以及自控理論的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)水平大大提高，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用突飛猛進(jìn)。利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，人們可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，完成常規(guī)控制技術(shù)無(wú)法完成的任務(wù)，微型計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、航空航天以及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域?？梢哉f(shuō)，21世紀(jì)是計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)獲得重大發(fā)展的時(shí)代，大到載人航天飛船的研制成功，小到日用的家用電器，甚至計(jì)算機(jī)控制的家庭主婦機(jī)器人，到處可見(jiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展日新月異，作為現(xiàn)代從事工業(yè)控制和智能儀表研究、開(kāi)發(fā)及使用的技術(shù)人員，必須不斷學(xué)習(xí)，加快知識(shí)更新的速度，才能適應(yīng)社會(huì)的需要，才能在工業(yè)控制領(lǐng)域里繼續(xù)邀游。
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作者簡(jiǎn)介：邱建朋(1981―)，男，江蘇阜寧人，2005年畢業(yè)于湖南大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，工學(xué)學(xué)士，工程師，現(xiàn)供職于華東電子工程研究所，研究方向：工業(yè)控制。