計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展方向的探討

李成良 徐秀萍

(大連海洋大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,遼寧大連 116300)

1 當(dāng)下計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

根據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)定義分析,便是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與控制理論之間的相互結(jié)合從而在這一過程中得出一定產(chǎn)物,而相互結(jié)合的過程是一種不斷變化的狀態(tài),即其系統(tǒng)從簡單實(shí)現(xiàn)往多級(jí)分布的過渡的轉(zhuǎn)變。從計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史看,其中有兩件大事對(duì)其的研究發(fā)展影響重大,均發(fā)生于二戰(zhàn)之后。首先,二戰(zhàn)結(jié)束后,世界相對(duì)環(huán)境相對(duì)安全,科學(xué)技術(shù)也得到快速發(fā)展,從而實(shí)現(xiàn)了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明出現(xiàn)。其次,與其相關(guān)的景點(diǎn)控制理論也隨之出現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了新型與控制的有效的聯(lián)合,這一理論的出現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)具有重要影響,與其相關(guān)發(fā)展密不可分。對(duì)計(jì)算機(jī)的相關(guān)硬件進(jìn)行簡單分析,可以知道其發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷是四代的歷程,直到目前,其步伐也即將邁入第五代的發(fā)展。

2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的相關(guān)關(guān)鍵性技術(shù)

2.1 控制系統(tǒng)的組成描述與相關(guān)特點(diǎn)

一般情況下,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的應(yīng)對(duì),即實(shí)現(xiàn)對(duì)其控制器的任務(wù)的承擔(dān),就需要對(duì)數(shù)字計(jì)算機(jī)加以利用,此外,還需要直接參與到其工業(yè)生產(chǎn)過程中,以及直接參與到其相關(guān)工藝裝備中,另外還要對(duì)其設(shè)備實(shí)施控制方面進(jìn)行直接的參與,在進(jìn)行測(cè)量及計(jì)算時(shí)也應(yīng)要如此。對(duì)其組成進(jìn)行分析,可以知道其計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在某種程度上與其模擬控制系統(tǒng)是相似的,而這其中主要表現(xiàn)在控制器及控制對(duì)象上,以及測(cè)量裝備與執(zhí)行機(jī)構(gòu)也是其主要表現(xiàn)。而對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)而言,其要與自動(dòng)控制理論實(shí)現(xiàn)有效的結(jié)合,以及實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的相關(guān)結(jié)合,從而以模擬硬件的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行比較,而對(duì)于該系統(tǒng)而言,其則有以下特點(diǎn):

(1)程序控制特點(diǎn)。對(duì)于程序控制系統(tǒng)而言,無論其運(yùn)用任何控制規(guī)律,都有利于其實(shí)現(xiàn)程序化,也就是說,對(duì)其控制規(guī)律的改變實(shí)際上也就是對(duì)其程序的改變。

(2)數(shù)字控制特點(diǎn)。通過對(duì)數(shù)字控制系統(tǒng)的簡單研究可以發(fā)現(xiàn),對(duì)于當(dāng)下大部分計(jì)算機(jī)而言,其不論是實(shí)現(xiàn)信息的輸出還是輸入,其本質(zhì)上都是屬于數(shù)字信息,而在此過程中,保持、量化以及采樣等多方面的變化對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)而言都以被控對(duì)象身份存在。

(3)實(shí)時(shí)控制特點(diǎn)。根據(jù)對(duì)實(shí)時(shí)控制的分析看,其要想實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)信息的處理,必須滿足的便是要適應(yīng)控制的過程。

(4)綜合控制特點(diǎn)。對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)而言,其第四個(gè)相關(guān)特點(diǎn)則是綜合控制,綜合控制就是指將計(jì)算機(jī)作為一個(gè)中心,從而實(shí)現(xiàn)其綜合控制能做到自適應(yīng)、多工具以及多回放的特點(diǎn),并且其參數(shù)變化相對(duì)復(fù)雜,相關(guān)對(duì)象也較多,其變量也相對(duì)復(fù)雜。

2.2 對(duì)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)探究

通過分析研究,發(fā)現(xiàn)對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)而言,其相關(guān)內(nèi)容主要有:首先是其相關(guān)的硬件設(shè)備,硬件設(shè)備對(duì)其整個(gè)系統(tǒng)而言相關(guān)重要,其次是其相關(guān)軟件設(shè)備,軟硬件設(shè)備對(duì)于其都具有重要作用,另外是其相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)能對(duì)其整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)用進(jìn)行指導(dǎo),此外則是儀表的檢測(cè)以及其相關(guān)傳感器等。由此看來,其整個(gè)系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜,所涉及的技術(shù)也相對(duì)較為多元,因此,對(duì)其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行簡單分析,則主要為以下內(nèi)容:

(1)首先是其嵌入式計(jì)算機(jī)以及其中的相關(guān)產(chǎn)品。其中其產(chǎn)品包括智能控制器,另外是微控制的相關(guān)技術(shù),此外是其單片機(jī)智能部件,以及其中的微處理器和相關(guān)板卡。

(2)其次是其實(shí)時(shí)控制軟件技術(shù)。該控制軟件技術(shù)主要包括的有典型應(yīng)用軟件,另外是對(duì)其實(shí)施控制軟件進(jìn)行相關(guān)的編程,第三則是對(duì)針對(duì)其數(shù)據(jù)庫的整理的相關(guān)軟件,即實(shí)時(shí)分布式數(shù)據(jù)庫管理軟件,此外則是其較為現(xiàn)代化的先進(jìn)控制軟件,以及相關(guān)的組態(tài)軟件,最后則是影響其系統(tǒng)操作的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

3 對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)未來發(fā)展方向的分析

對(duì)其未來趨勢(shì)的分析首先可以從網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)分析。一般情況下,就目前而言,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是較為迅速的,此外,計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步也十分明顯,在如此背景下,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)也將會(huì)逐步的實(shí)現(xiàn)對(duì)各種方面各種層次的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中。對(duì)其相關(guān)規(guī)模進(jìn)行一定分析,可以知道在未來的發(fā)展中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的影響范圍會(huì)實(shí)現(xiàn)更大程度的擴(kuò)大,在如此趨勢(shì)下,舊有的回路控制系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)更為多元的變化,其相關(guān)特點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)一定程度上的根本性的變化,從而最終能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的逐步發(fā)展。此外,由于現(xiàn)場級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)會(huì)不斷產(chǎn)生發(fā)展,從而如果一旦實(shí)現(xiàn)對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用,那么將會(huì)嚴(yán)重影響到當(dāng)下的相關(guān)局面,會(huì)對(duì)其造成一定的改變。在這種情況下,會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)接口出現(xiàn)轉(zhuǎn)移,逐步往各自儀表單元方向的轉(zhuǎn)移,從而對(duì)于這些儀表單元而言,會(huì)使其形成直接的通訊功能。

其次,是對(duì)其扁平化控制系統(tǒng)的分析。對(duì)于具備分布式與集散式特點(diǎn)的傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)而言,其要以實(shí)際網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為依據(jù),從而實(shí)現(xiàn)其不同功能的完成,并且當(dāng)其要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的劃分時(shí)需要以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),將其當(dāng)成一個(gè)界限,從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)劃分,從而運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù),將其各個(gè)層次進(jìn)行連接。然而在這一過程中,往往又受到分布較為獨(dú)立的不同網(wǎng)絡(luò)層的影響,從而使其在進(jìn)行信息的傳遞與交換時(shí)往往會(huì)受到一定的影響,從而在連接時(shí)往往會(huì)有一定的局限性。另外,在實(shí)現(xiàn)這一過程的進(jìn)行時(shí),由于自身數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對(duì)而言較為封閉,從而造成其分布式與集散式的控制系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)彼此的交互,從而由于其交互性相對(duì)較差,就會(huì)難以與不同廠家產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)交互。在如此狀況下,隨著企業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷的發(fā)展,其也就實(shí)現(xiàn)了連接規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大,也能有利于提升其通訊能力,而這也是傳統(tǒng)的分布式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)難以做到的。

4 結(jié)語

綜上所述,隨著人工智能計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展,以及多媒體計(jì)算機(jī)的不斷進(jìn)步下,要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的逐步完善,就需要及時(shí)利用智能控制技術(shù)的先進(jìn)性,并且及時(shí)將其相關(guān)的應(yīng)用控制理念作為指導(dǎo),發(fā)揮其相關(guān)作用,從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的完善,也有利于提高工業(yè)自動(dòng)化水平,最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。

[1]李東風(fēng).微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].中國科技信息,2007,(07).

[2]王華本.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[J].今日科苑,2007,(22).

[3]于海生.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社,1999.

[4]何克忠.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[M].清華大學(xué)出版社,1998.

[5]潘新民,玉燕芳.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)用教程[M].電子工業(yè)出版社,2003.

[6]賴壽宏.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.