计算机控制技术论文
随着计算机技术的发展,计算机控制越来越深入地渗透于生产之中。下面是学习啦小编为大家整理的计算机控制技术论文，供大家参考。
计算机控制技术论文篇一
摘 要：计算机控制技术是自动化专业的主要专业课，是一门理论性、实践性、和综合性很强的课程。针对课程教学中的特点和现状，改变以往传统的授课方式，对教学方法进行了探索，提出了几种教学方法上的改革措施，教学效果良好。
关键词：计算机控制技术;教学方法;改革
中图分类号：G642
1 计算机控制技术应用现状
随着计算机技术的迅速发展，计算机在控制工程领域中发挥着越来越大的作用。计算机控制系统是计算机技术与自动控制理论、自动化技术以及检测与传感技术、通信与网络技术等紧密结合的产物[1]。由于计算机控制系统的应用，许多传统的控制结构和方法被替代，利用计算机的软件和硬件代替传统自动控制系统中的控制器对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策等任务，从而提高产品质量和产量等，并使控制质量更加稳定[2]。
2 课程教学特点及现状
计算机控制技术是电气自动化专业的重要专业课程，内容丰覆盖面广，其应用性、技术性、综合性都很强，要求具备较强的电路基础、模拟电子技术、数字电子技术、自动控制理论、微型计算机原理等专业基础知识。目前主要内容包括离散控制理论基础、接口技术、数字PID控制、最少拍控制、Simth预估控制和达林算法、模糊控制、网络控制等。由于本课程与实际工业的生产过程结合紧密，要求学生能理论联系实际，掌握计算机控制系统的基本分析方法和设计方法，使学生在学完本课程后能设计硬件和软件，并能将硬件和软件组织成一个有机的整体，形成完整的计算机控制系统，达到预定的控制目的[3]。但是教师要教好这门课程却是件非常不容易的事，由于课程难、涉及的相关专业知识很多、综合性很强，很多学生由于之前的课程没学好，专业课基础知识薄弱，所以学习过程中倍感吃力，以致慢慢失去了学习的兴趣。因此，在教学过程中如何适应课程的特点，提高课堂教学效率和授课质量，将基础理论与实际相结合，激发学生的学习积极性、主动性，不仅要让学生掌握相关的理论知识，又要培养学生的动手实践能力和工程意识成为教学方式改革的重要任务。
3 课程教学方式改革
根据计算机控制技术课程教学特点及现状，结合目前实际情况，采取以下措施来提高计算机控制技术课程的教学质量。
3.1 互动(讨论式)课堂
课堂教学过程中采用互动(讨论式)的教学方法，来启发、引导学生学习，激发学生听课的热情与积极性。
学习中很重要的一点就是学生会积极地思考，采用互动(讨论式)教学，首先需要尊重学生在教学中的主体地位，在教学过程中，经常进行讨论并开展课堂小辩论等激发学生的学习兴趣。其次需要设计教学过程中能够启发学生思维的问题，每节课在什么时候、什么地方提什么问题，都是要精心研究的。在课堂上要尽量多提一些问题，将问题的来龙去脉说清楚，根据问题的特点，有些老师课堂解答;有些让学生课堂上即兴讨论;有些则留给学生课后思考准备答案，下一次课时进行总结和讨论。
这种教学方法与传统教学方式相比在于：学生对老师提出的问题有响应，学生和老师之间要有对话和交流;教师的作用不只是传授，更重要的是引导学生思维。带着问题来思考是很重要的学习原则，这样学生在上课时必须要思想集中、积极思考来响应老师的提问。
3.2 充分利用Matlab软件
现代电化教育和多媒体技术等手段目前已全面引入各专业的教学，将传统黑板教学方法与多媒体等现代化的手段相结合，实现两者优势互补，使教学内容形象直观，易于理解。
计算机控制技术这门课程也不例外，计算机控制技术的教学中图例较多，若不借助于图示分析，用语言很难解释清楚。如果在黑板上边讲边画，花费时间太多，课堂效率太低。在授课过程中除了利用多媒体教学手段进行辅助教学外，而且根据教学内容的特点，将MATLAB/Simulink运用到课堂教学中，借助它强大的动态表现能力，向学生演示系统的各种动态响应的仿真结果，将枯燥的理论知识通过仿真模型以图形化的方式给学生演示，这样不但增加了教学信息量，而且让学生对抽象的理论知识有了深刻的感性认识。同时教学过程更加生动鲜明，大大提高了学生的学习兴趣和教学质量。
3.3 项目教学方式
在教学过程中，将某些主要的知识点转化为若干个教学项目，围绕项目组织展开教学。项目教学方式对老师的要求较高，要求教师以工程实际中的项目为主线，对主要理论知识编写具有工程背景的难易适中、大小合适、实践性强、应用性广的案例。教师适当指导，鼓励学生参与项目全过程，让学生提出解决方案，使学生认识到不同课程之间、不同章节之间的联系，以提高学生的综合实践能力和培养创新性思维。
下面以电阻炉温度控制系统设计为例，说明项目教学方式的实施步骤。
首先，老师确定好电阻炉温度控制系统设计这个项目后，要对项目做一个简介，包括项目的具体要求，所具备的基本条件等。
其次，老师要指出本项目中涉及到的相关知识，给学生提供学习这些知识的资源和条件，并做适当指导。比如，本项目中要控制电阻炉的温度，炉温度是模拟量，而计算机处理的是数字量，所以检测电阻炉温度是一个很重要的环节，要选择合适的温度传感器将非电量的模拟量转换成电量的模拟量，然后经过采样和A/D转换器将电量的模拟量转换成数字量输入计算机，计算机对实际炉温和给定炉温进行比较得出偏差，然后对偏差按一定的规律进行运算，由于计算机输出的是数字量，不能直接作用于被控对象，所以运算结果送D/A转换器转换成模拟电压，经功率放大器放大后送到晶闸管调压器，触发晶闸管并改变其导通角的大小，从而调节电阻炉温度，让学生对电阻炉温度控制过程有一个总体的认识。
然后，把班级分成几个小组，各小组提出并仔细讨论项目具体实施方案。硬件设计方面，比如单片机的选型，温度传感器类型的确定，以A/D和D/A为核心的输入和输出通道等的确定显得尤为重要。软件设计方面，包括主程序、定时中断程序、数字控制算法程序、A/D转换及采样程序、数字滤波程序及输出值处理等程序的设计等。在这个过程中，教师要注意鼓励学生的创造性思维，
最后，项目实施结束后，各小组选出代表先对项目执行的情况进行总结，然后老师再进行一次项目总结，指出项目相关的知识要点，对学生方案中的亮点进行表扬和推广。
采用项目教学方式，项目提出后立即引起学生们的兴趣，在老师的引导下，最终确定了解决方案。通过这个过程，学生不仅对计算机控制系统的设计过程有了全面的认识，而且对书本中的抽象的理论知识有了深刻的理解，从被动学习转变为主动学习。同时培养了学生的团队精神，提高了学生分析问题和解决问题的能力。
4 结语
文中对计算机控制技术的教学方法、教学手段做出了一些改革尝试，教学效果良好，学生学习的积极性、主动性和工程实际应用能力均得到了较大的提高。然而由于计算机控制技术课程自身的特点，教学改革是无止境的，因此仍须在教学实践中不断完善和改进。
参考文献：
[1]李华，范多旺.计算机控制系统[M].北京：机械工业出版社，2007.
[2]赖寿宏.微型计算机控制技术[M].北京：机械工业出版，2005.
[3]康胜武，毛哲.“计算机控制技术”教学方法探索[J].中国现代教育装备，2012(16)：30-34.
计算机控制技术论文篇二
《 计算机控制技术要点的探讨 》
摘 要：计算机控制就是用计算机对一个动态对象或过程进行控制。在计算机控制系统中，用计算机代替自动控制系统中的常规控制设备，对动态系统进行调节和控制，这是对自动控制系统所使用的技术装备的一种革新。本文的主要目的就是在浅析计算机控制技术原理的同时，对计算机控制系统的发展趋势进行描述。
关键词：设计过程;计算机控制技术;技术要点
中图分类号：F416.67 文献标识码：A
引言
计算机控制就是用计算机对一个动态对象或过程进行控制。在计算机控制系统中，用计算机代替自动控制系统中的常规控制设备，对动态系统进行调节和控制，这是对自动控制系统所使用的技术装备的一种革新。这一革新，改变了自动控制系统的结构，也导致对这类系统的分析和设计发生较多的变化。在初步介绍计算机控制系统之后，分别介绍计算机控制技术的特点和基本设计过程。
1 计算机控制系统的设计过程
计算机控制系统的软、硬件结构将根据不同的对象有所不同，但系统设计的步骤大体上相同，一般包括以下几方面。
1.1 系统的总体方案设计
根据系统设计任务书进行总体方案设计。选择系统的软、硬件组成方式根据系统的价格和时间要求，选择适当的方式组成系统。在时间要求比较紧的情况下，尽量选购现成的软、硬件系统进行组合;而在经费紧张的情况下可以考虑自己设计电路模块。值得注意的是，软、硬件工作比例的划分也将对系统的价格和实现时间产生重要的影响。系统的总体方案设计大概包括选择微处理器、确定存储器容量、选择外围接口电路、选择传感器、选择软件开发环境、硬件设计及调试六个基本内容。
1.2 确定控制任务
进行系统设计之前，首先要对控制对象进行深入调查、分析，熟悉工艺流程，了解具体的控制要求，确定系统所要完成的任务，包括系统要实现的功能、控制速度、控制精度、现场环境、完成设计的时间要求等。根据这些任务写好设计任务说明书，作为整个控制系统设计的依据。
1.3 软件设计
软件设计要根据系统总的设计要求，确定软件所要完成的各种功能及完成这些功能的逻辑和时序关系，并用软件流程图表述出来。按软件流程图中不同的功能，分别设计相应的软件功能模块。如模拟量输入模块、模拟量输出模块、数据处理模块、通讯模块和键盘处理模块等。每一种模块都可以单独进行调试，各种模块分别调试好后，再按流程图逻辑和时序关系将他们正确组合、连接、调试。
1.4 现场安装调试
首先要按工艺流程图将系统正确安装，然后对系统进行粗调和精确调试，根据实际对象确定各种控制参数，调整显示值或保存数据等。硬件调试和软件调试都可以在实验室环境下用对现场情况进行模拟的方式进行，并进行必要的联合调试工作，半实物仿真是系统调试的虽要基础，而最终的系统级调试要在现场完成。
2 概述计算机控制系统
计算机控制系统的组成是由硬件和软件两大部分组成。而一个完整的计算机控制系统应由下列几部分组成：被控对象、主机、外部设备、外围设备、自动化仪表和软件系统。
2.1 硬件部分
硬件部分用于一般数值计算和信息处理的计算机称为通用计算机(简韵;通用机)。用于工业生产过程控制的计算机称为工业控制计算机(简称控制机)。通用机由主机和外部设备组成，主机包括运算器、控制器和主存贮器(俗称内存贮器);外部设备包括输入设备、输出设备和外部存贮器，如键盘、CRT显示器、打印机、磁带和磁盘等，起着人机联系和扩展主机存贮能力的作用。它们是主机正常工作和人们使用主机所必需的设备。'通用机主要是同使用机器的人交流信息，控制机除了同人交流信息外，要自动地控制生产过程，它还必须与被控制的对象直接交流信息。这是控制机与通用机根本不同的地方。为此，控制机必须具备直接从生产过程获取信息，经过主机加工处理后，把控制信息馈送给生产过程的能力。这种能力表现在主机与被控对象之间直接进行信息的变换和传递上，具有这种能力的设备称为生产过程通道。相对于外部设备，通常把生产过程通道称为主机的外围设备。因此，可以简单地说，通用计算机由主机和外部设备组成;控制计算机由通用计算机与外围设备组成。
2.2 软件部分
软件系统是控制机不可缺少的重要组成部分。只有在适当的软件系统支持下，控制视才能按设计的要求正常地工作。控制机的软件系统包括系统软件和应用软件两大类。系统软件是用于计算机系统内部的各种资源管理、信息处理对外进行联系及提供服务的软件。例如操作系统、监控程序、语言加工系统和诊断程序等。应用软件是用来使被控对象正常运行的控制程序、控制策略及其相应的服务程序。例如过程监视程序、过程控制程序和公用服务程序等。应用软件是在系统软件的支持下编制完成的，它随被控对象的特性和控制要求不同而异。通常应用软件由用户根据需要自行开发。随着计算机过程控制技术的日趋成熟，应用软件正向标准化、模块化的方向发展。标准的基本控制模块由制造厂家提供给用户，用户只需根据控制的要求，经过简单的组态过程即可生成满足具体要求的专用应用软件，大大方便了用户，缩短了应用软件的开发周期。提高了应用软件的可靠性。
3 计算机控制系统的特点
由于计算机本身的特点，计算机控制系统与一般常规的调节系统相比，具有以下特点。精度高：通过多字长的数值运算，可以实现常规调节器难以达到的控制精度，而且不存在零点漂移、热噪声及元件老化对控制精度的影响。计算机具有分时处理能力。一台计算机(严格说是一个CPU)可以对多个控制回路进行控制。
计算机具有很强的贮存和逻辑判断能力，能够根据生产环境的变化，及时作出判断，选择最合理的控制对策;可以实现复杂的控制规律，以达到理想的控制效果。使用方便灵活。计算机的控制功能是通过硬件和软件共同实现的。在不增加硬件的情况下，可以通过修改软件来改变控制方案和控制机的功能。计算机除了能实现控制功能以外，还可以同时实现对生产过程的管理，如生产计划调度，经济核算等。
4 计算机控制系统的发展趋势
DCS和工业控制计算机技术正在相互渗透发展，并扩大各自的应用领域。原来一般流程工业的控制多选用集散型控制系统(DCS)，离散型制造业的控制多采用可编程控制器(PLC)。随着DCS和PLC相互渗透发展继而扩大自己的应用领域，将出现DCS和PLC融合于一体的集成过程控制系统。工业控制网络将向有线和无线相结合的方向发展。计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合，产生了基于无线技术的网络化智能传感器。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。工业控制软件己向组态化方向发展，工业控制软件主要包括人机界面软件、控制软件以及生产管理软件等。
结束语
随着计算机技术的发展，计算机控制越来越深入地渗透于生产之中。因此，设计一个性能良好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统包括硬件、软件和控制算法3个方面，一个完整的设计还需要考虑系统的抗干扰性能，使系统能长期有效地运行。在综述部分对计算机控制技术的发展方向进行展望。
近年来我国在控制规律、控制方案、实施技术以及大规模的集中控制方面，有一定数量的成功典型，经济效益也比较显著。近年来，还开始运用数学模型方法，探讨和推广现代控制理论在化工过程控制中的应用，结合微型计算机的推广应用，不少项目开展了计算机控制和调度管理的研究， 使生产的技术水平和经济效益都有较大的提高。
参考文献
[1]耿宏伟.计算机控制技术实践系统的研制[J].中国自动化教育学术年会论文集，1994.
[2]于海生.计算机控制技术[M].机械工业出版社，2007.
[3]顾德英.计算机控制技术与系统[M].北京：邮电大学出版社，2007.
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