淺談?dòng)?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

[摘 要]計(jì)算機(jī)控制技術(shù)正向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的方向發(fā)展。大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，提高了計(jì)算機(jī)的可靠性和性能價(jià)格比，從而使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。前景也越來(lái)越美好并占有更加重要的地位。

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)應(yīng)用 控制 探討

當(dāng)今國(guó)家，要想在綜合國(guó)力上取得優(yōu)勢(shì)地位，就必須在科學(xué)技術(shù)上取得優(yōu)勢(shì)，尤其要在高新技術(shù)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力上取得優(yōu)勢(shì)。在以信息技術(shù)為代表的高科技應(yīng)用方面，要充分利用各種新興技術(shù)、新型材料、新式能源，并結(jié)合市場(chǎng)需求，以實(shí)現(xiàn)世界的又一次“工業(yè)大革命”。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。

二、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

當(dāng)今國(guó)家，要想在綜合國(guó)力上取得優(yōu)勢(shì)地位，就必須在科學(xué)技術(shù)上取得優(yōu)勢(shì)，尤其要在高新技術(shù)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力上取得優(yōu)勢(shì)。在以信息技術(shù)為代表的高科技應(yīng)用方面，要充分利用各種新興技術(shù)、新型材料、新式能源，并結(jié)合市場(chǎng)需求，以實(shí)現(xiàn)世界的又一次“工業(yè)大革命”；在工業(yè)設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)的一致性方面，要充分協(xié)調(diào)好設(shè)計(jì)的功能和形式兩個(gè)方面的關(guān)系，使兩者逐步走向融合，最終實(shí)現(xiàn)以人為核心、人機(jī)一體化的智能集成設(shè)計(jì)體系。從工業(yè)設(shè)計(jì)的本身角度看，隨著CAD、人工智能、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使得對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程必然有更深的認(rèn)識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)思維的模擬必將達(dá)到新的境界。從整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢(shì)看，并行設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、敏捷設(shè)計(jì)、全生命周期設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法代表了現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式的發(fā)展方向。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式在信息化的基礎(chǔ)上，必然朝著數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。

三、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）推廣應(yīng)用成熟的先進(jìn)技術(shù)

普及應(yīng)用可編程序控制器（P L C）是一種專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的微機(jī)系統(tǒng)。它用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)用戶的指令，通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入輸出完成確定的邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等功能。近年來(lái)P L C幾乎都采用微處理器作為主控制器，且采用大規(guī)模集成電路作為存儲(chǔ)器及I/O接口，因而其可靠性、功能、價(jià)格、體積等都比較成熟和完美。由于智能的I/O模塊的成功開(kāi)發(fā)，使P L C除了具有邏輯運(yùn)算、邏輯判斷等功能外，還具有數(shù)據(jù)處理、故障自診斷、P I D運(yùn)算及網(wǎng)絡(luò)等功能，從而大大地?cái)U(kuò)大了PLC的應(yīng)用范圍。

（二）采用集散控制系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)是以微機(jī)為核心，把微機(jī)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、顯示操作裝置、輸入/輸出通道、模擬儀表等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)的一種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它為生產(chǎn)的綜合自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。若采用先進(jìn)的控制策略，會(huì)使自動(dòng)化系統(tǒng)向低成本、綜合化、高可靠性的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。

（三）研究和發(fā)展智能控制系統(tǒng)

智能控制是一類無(wú)需人的干預(yù)就能夠自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過(guò)程，是用機(jī)器模擬人類智能的一個(gè)重要領(lǐng)域。智能控制包括學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)、分級(jí)遞階智能控制系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。應(yīng)用智能控制技術(shù)和自動(dòng)控制理論來(lái)實(shí)現(xiàn)的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，將有力地推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，并提高工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展加快了智能控制方法的研究。智能控制方法較深淺層次上模擬人類大腦的思維判斷過(guò)程，通過(guò)模擬人類思維判斷的各種算法實(shí)現(xiàn)控制。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用特色及發(fā)展前景將隨著智能控制系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展。

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)正向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的方向發(fā)展。大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，提高了計(jì)算機(jī)的可靠性和性能價(jià)格比，從而使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。前景也越來(lái)越美好并占有更加重要的地位。