发布时间 : 星期三 文章计算机控制技术课程综述更新完毕开始阅读69046bec998fcc22bcd10d29
的高速发展，计算机控制的技术水平大大提高，计算机控制系统的应用突飞猛进。利用计算机控制技术，人们可以对现场的各种设备进行远程监控，完成常规控制技术无法完成的任务，微型计算机控制已经被广泛地应用于军事、农业、工业、航空航天以及日常生活的各个领域。可以说，21世纪是计算机和控制技术获得重大发展的时代，大到载人航天飞船的研制成功，小到日用的家用电器，甚至计算机控制的家庭主妇机器人，到处可见计算机控制系统的应用。计算机控制技术的发展日新月异，作为现代从事工业控制和智能仪表研究、开发及使用的技术人员，必须不断学习，加快知识更新的速度，才能适应社会的需要，才能在工业控制领域里继续邀游。
微型计算机控制技术是一门跨学科以及应用性、技术性、综合性都很强的专业技术课程，要求具备较强的自动控制理论、微型计算机原理、模拟电子技术、数字电子技术等专业基础知识。
二、课程内容
2.1 绪论
介绍了计算机控制系统及其组成、计算机控制系统的典型形式及其发展和概况。
重点是掌握计算机控制系统的组成以及典型系统的特点和应用。
2.2 计算机控制系统的硬件设计技术
在计算机控制系统中，工业就控制机必须经过输入输出接口和过程通道相连。接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，包括输入和输出接口。过程通道是计算机与外部之间设置的信息传送和转换的连接通道，包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
重点是掌握总线和端口的概念分类以及端口地址的分配；数字量模拟量输入输出接口和过程通道的构成以及各组成部分的详细作用。
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2.3 数字控制技术
数字控制技术就是生产机械根据数字计算机输出的数字信号，按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动完成工作的控制方式。
重点是掌握逐点插补比较法的原理，主要是直线插补与圆弧插补；掌握三相异步电机的工作方式。
2.4 常规及复杂控制技术
介绍了数字控制器的连续化设计和其连续化设计步骤；数字控制器的离散化设计和其离散化设计步骤；纯滞后控制技术；解耦控制技术。
重点是掌握数字控制器连续化、离散化的设计，史密斯预估控制和达林算法，了解解耦控制。
2.5 现代控制技术
建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。
在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。
2.6 先进控制技术
主要介绍了模糊控制系统和模糊控制器的设计设计。模糊控制系统通常由模糊控制器、输入输出接口、执行机构、测量装置和被控对象等组成；模糊控制器主要包括输入量模糊化接口、知识库、推理机、输出清晰化接口四个部分。设计一个模糊控制系统的关键是设计模糊控制器，而设计模糊控制器需要：选择模糊
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控制器的结构、选取模糊规则、确定模糊化和清晰化方法、确定模糊控制器的参数、编写模糊控制算法程序。
重点是掌握模糊控制系统的组成和及其设计方法。
2.7 计算机控制系统软件设计
软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，它是包括程序，数据及其相关文档的完整集合；程序是按事先设计的功能和性能要求执行的指令序列；数据是使程序能正常操纵信息的数据结构；文档是与程序开发，维护和使用有关的图文材料。
2.8 分布式测控网络技术
①工业网络技术——介绍了工业网络的构建方法及测试技术，从信息网络和控制网络两个层次进行编写，主要内容包括计算机网络体系结构、局域网技术、工业以太网、CAN总线技术、DeviceNet现场总线、DeviceNet节点设计与组网、ControlNet现场总线、工业网络及其应用。
②分布式控制系统(DCS)——DCS的集成性则体现在两个方面：功能的集成和产品的集成。如今的DCS中除保留传统DCS所实现的过程控制功能之外，还集成了PLC（可编程逻辑控制器）、RTU（采集发送器）、FCS、各种多回路调节器、各种智能采集或控制单元等。
2.9 计算机控制系统设计与实现
①系统设计的原则与步骤
计算机控制系统的理论设计包括：建立被控对象的数学模型；确定满足一定技术经济指标的系统目标函数，寻求满足该目标函数的控制规律；选择适宜的计算方法和程序设计语言；进行系统功能的软、硬件界面划分，并对硬件提出具体要求。
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原则：操作性能好，维护与维修方便；通用性好，便于扩展；可靠性高；实时性好，适应性强；经济效益好。
步骤：确定任务阶段；工程设计阶段；离线仿真和调试阶段；在线调试和投运阶段。
②系统的工程设计与实现
设计原则：对于不同的控制对象，系统的设计方案和具体的技术指标是不同的，但控制系统的设计原则是相同的。这就是满足工艺要求，可靠性高，操作性能好，实时性强，通用性好，经济效益高。
实现介绍：作为一个计算机控制系统的工程项目，在设计研制过程中应经过哪些步骤，这是需要认真考虑的。如果步骤不清，或者每一步需要做什么不明确，就有可能引起研制过程中的混乱甚至返工。计算机控制系统的研制过程一般可分为4个阶段：准备阶段、设计阶段、仿真及调试阶段和现场调试运行阶段。
三、课程总结
我感觉这门课是一门实践性与理论性很强的技术课程，它要求有较强的编程、操作及理论、算法分析能力。学习的重点是理解各种控制系统的工作原理，理解掌握不同控制系统的算法，要学会自己设计控制器。通过本课程的学习，使自己掌握计算机控制系统的基本设计方法。使自己在学完单片微机原理及应用的基础上，掌握了输入输出接口电路设计方法；进而学习了将生产现场各种物理量引入计算机中的方法。通过学习典型计算机控制系统设计，提高了计算机控制系统设计的能力。
在此要感谢授课老师丁健老师的辛勤教导，虽然自己学的可能并不好，但对自己还是有很大帮助的！
参考文献：
[1] 于海生，等. 微型计算机控制技术 [M]. 北京：清华大学出版社，1990. [2] 王锦标. 计算机控制系统 [M]. 北京：清华大学出版社，2004. [3] 蔡自兴. 机器人学 [M]. 北京：清华大学出版社，2000.
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