隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們越來越多的用計算機來實現(xiàn)控制。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計論文，希望大家喜歡!

　　計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計論文篇一

　　《計算機控制系統(tǒng)設(shè)計分析》

　　【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們越來越多的用計算機來實現(xiàn)控制。近年來，計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測與傳感器技術(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，給計算機控制技術(shù)帶來了巨大的發(fā)展。然而，設(shè)計一個性能好的計算機控制系統(tǒng)是非常重要的。計算機控制系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大部分組成，一個完整的控制系統(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)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。

　　【關(guān)鍵詞】計算機;控制系統(tǒng);設(shè)計

　　計算機控制系統(tǒng)是在自動控制技術(shù)和計算機技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。若將自動控制系統(tǒng)中的控制器的功能用計算機來實現(xiàn)，就組成了典型的計算機控制系統(tǒng)。它用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(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、檢測裝置和執(zhí)行裝置等。它與被控對象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系通常有兩種方式：有線方式、無線方式?？刂颇康目梢允鞘贡豢貙ο蟮臓顟B(tài)或運動過程達到某種要求，也可以是達到某種最優(yōu)化目標(biāo)。

　　一、計算機控制技術(shù)的概述

　　1.計算機控制的概念

　　(1)開環(huán)控制系統(tǒng)

　　若系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響，則稱該系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng)。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，既不需要對系統(tǒng)的輸出量進行測量，也不需要將它反饋到輸入端與輸入量進行比較。

　　(2)閉環(huán)控制系統(tǒng)

　　凡是系統(tǒng)的輸出信號對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)定性是一個重要問題。

　　2.計算機控制系統(tǒng)

　　采用計算機進行控制的系統(tǒng)稱為計算機控制系統(tǒng)，也稱它為數(shù)字控制系統(tǒng)。若不考慮量化問題，計算機控制系統(tǒng)即為采樣系統(tǒng)。進一步，若將連續(xù)的控制對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)理論是研究計算機控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。

　　3.計算機控制系統(tǒng)的控制過程

　　(1)實時數(shù)據(jù)采集：對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進行檢測和輸入。

　　(2)實時控制決策：對采集到的被控量進行數(shù)據(jù)分析和處理，并按已定的控制規(guī)律決定進一步的的控制過程。

　　(3)實時控制：根據(jù)控制決策，適時地對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務(wù)。

　　4.計算機控制系統(tǒng)的特點

　　(1)結(jié)構(gòu)上。計算機控制系統(tǒng)中除測量裝置、執(zhí)行機構(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)字計算機，所以計算機控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字部件的混合系統(tǒng)。

　　(2)計算機控制系統(tǒng)中除仍有連續(xù)模擬信號之外，還有離散模擬、離散數(shù)字等多種信號形式。

　　(3)由于計算機控制系統(tǒng)中除了包含連續(xù)信號外，還包含有數(shù)字信號，從而使計算機控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)在本質(zhì)上有許多不同，需采用專門的理論來分析和設(shè)計。

　　(4)計算機控制系統(tǒng)中，修改一個控制規(guī)律，只需修改軟件，便于實現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律和對控制方案進行在線修改，使系統(tǒng)具有很大靈活性和適應(yīng)性。

　　(5)計算機控制系統(tǒng)中，由于計算機具有高速的運算能力，一個控制器(控制計算機)經(jīng)?？梢圆捎梅謺r控制的方式而同時控制多個回路。

　　(6)采用計算機控制，如分級計算機控制、離散控制系統(tǒng)、微機網(wǎng)絡(luò)等，便于實現(xiàn)控制與管理一體化，使工業(yè)企業(yè)的自動化程度進一步提高。

　　二、計算機控制系統(tǒng)的工作原理

　　計算機控制系統(tǒng)包括硬件組成和軟件組成。在計算機控制系統(tǒng)中，需有專門的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備。由于過程控制一般都是實時控制，有時對計算機速度的要求不高，但要求可靠性高、響應(yīng)及時。計算機控制系統(tǒng)的工作原理可歸納為以下三個過程：

　　(一)實時數(shù)據(jù)采集

　　對被控量的瞬時值進行檢測，并輸入給計算機。

　　(二)實時決策

　　對采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進行分析，并按已定的控制規(guī)律，決定下一步的控制過程。

　　(三)實時控制

　　根據(jù)決策，適時地對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務(wù)。

　　這三個過程不斷重復(fù)，使整個系統(tǒng)按照一定的品質(zhì)指標(biāo)進行工作，并對被控量和設(shè)備本身的異?，F(xiàn)象及時作出處理。在自動控制系統(tǒng)的實際工程中，經(jīng)常需要檢測被測對象的一些物理參數(shù)，如溫度、流量、壓力、速度等，這些參數(shù)都是模擬信號的形式。它們要由傳感器轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變換成計算機能夠處理的信號。同樣，計算機控制外設(shè)，如電動調(diào)節(jié)閥、模擬調(diào)速系統(tǒng)時，就需要將計算機輸出的數(shù)字信號經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器變換成外設(shè)能接受的模擬信號。

　　三、計算機控制系統(tǒng)在汽車檢測方面的應(yīng)用

　　計算機控制系統(tǒng)所采用的形式與它所控制的生產(chǎn)過程的復(fù)雜程度密切相關(guān)，不同的被控對象和不同的要求，應(yīng)有不同的控制方案。計算機控制系統(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)屬于計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)，是計算機工業(yè)生產(chǎn)過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)場總線控制系統(tǒng)。對于計算機控制系統(tǒng)在汽車檢測方面的應(yīng)用，我們需要從汽車管理檢測和汽車故障檢測兩方面來進行分析。而這兩方面對于汽車性能很重要。

　　1.計算機控制系統(tǒng)在汽車管理檢測方面的應(yīng)用

　　其實也就是常說的“多站點汽車檢測動態(tài)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”主要是利用計算機信息技術(shù)實現(xiàn)道路運輸管理部門對多個汽車檢測站的檢測數(shù)據(jù)進行實時傳輸與檢測結(jié)果的自動判斷，實現(xiàn)車輛二級維護備案，并實現(xiàn)對道路運輸車輛技術(shù)狀況的實時監(jiān)控和道路運輸車輛相關(guān)信息的自動化傳輸，該系統(tǒng)還可以對汽車維修企業(yè)的二級維護車輛的一次檢驗合格率進行監(jiān)控。該系統(tǒng)采用分級分布式星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)各工作站點通過集線器相互連接構(gòu)成檢測系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)通信和信息傳輸;通過調(diào)制解調(diào)器能方便地與電話網(wǎng)連接，加入Internet國際互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)局域網(wǎng)與局域的遠程通信，從而構(gòu)成廣域網(wǎng)。其車輛檢測、辦理車輛技術(shù)等級評定和二級維護簽章實行封閉式自動檢測和流水作業(yè)辦公。

　　2.計算機控制系統(tǒng)在汽車故障檢測方面的應(yīng)用

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，目前國內(nèi)的汽車故障檢測維修行業(yè)已具相當(dāng)規(guī)模。大部分汽車綜合性能檢測站均采用了計算機控制系統(tǒng)，汽車維修企業(yè)也應(yīng)用維修信息管理系統(tǒng)，一定程度上實現(xiàn)了檢測自動化和管理科學(xué)化。

　　(1)計算機控制系統(tǒng)可以為汽車故障檢測提供技術(shù)支持

　　通過計算機控制系統(tǒng)完善汽車行業(yè)整體信息化之后，維修企業(yè)就可以通過一個公共的專家數(shù)據(jù)庫查詢需要的維修技巧并將自身的工作經(jīng)驗與同行共享;一個維修企業(yè)的配件儲存是有限的，但如果將每個維修企業(yè)甚至供應(yīng)商的配件倉儲量、型號和規(guī)格等登入信息網(wǎng)，可以較好地解決企業(yè)配件短缺但一時難以購置的問題;為車主提供周到迅速的服務(wù)，應(yīng)是每個維修企業(yè)追求的目標(biāo)之一，車輛檢測不合格需要進廠維修時，維修企業(yè)可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢到該車輛的原始檢測數(shù)據(jù)和汽車性能曲線，極大地提高維修效率和準(zhǔn)確性。同時，也能保證我們對于汽車安全方面的要求。

　　(2)計算機遠程故障控制系統(tǒng)對汽車行業(yè)的現(xiàn)實意義

　　目前我國汽車維修行業(yè)已經(jīng)從完全依靠檢查者的感覺和實踐經(jīng)驗進行診斷。

　　四、小結(jié)

　　近年來，隨著計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測與傳感器技術(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)場總線智能儀表、軟件技術(shù)以及自控理論的高速發(fā)展，計算機控制的技術(shù)水平大大提高，計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用突飛猛進。利用計算機控制技術(shù)，人們可以對現(xiàn)場的各種設(shè)備進行遠程監(jiān)控，完成常規(guī)控制技術(shù)無法完成的任務(wù)，微型計算機控制已經(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領(lǐng)域?？梢哉f，21世紀是計算機和控制技術(shù)獲得重大發(fā)展的時代，大到載人航天飛船的研制成功，小到日用的家用電器，甚至計算機控制的家庭主婦機器人，到處可見計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用。計算機控制技術(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、開發(fā)及使用的技術(shù)人員，必須不斷學(xué)習(xí)，加快知識更新的速度，才能適應(yīng)社會的需要，才能在工業(yè)控制領(lǐng)域里繼續(xù)邀游。

　　參考文獻

　　[1]白誠禮，李小弘，程平民.計算機控制系統(tǒng)設(shè)計分析[J].通信出版社，2010(06).

　　[2]陸平慶，程小川，李小賴.淺談計算機控制技術(shù)的概述分析研究[J].計算機期刊，2011(07).

　　[3]李小平，張國龍，王小紅.關(guān)于計算機控制系統(tǒng)的控制過程之初探[J].計算機出版社，2011(01).

　　[4]安平川，黃小丫，陳劍華.淺析計算機控制系統(tǒng)的工作原理及發(fā)展展望[J].通信研究，2012(03).

　　[5]李文檔，程好困，陶小锨等.淺析計算機控制系統(tǒng)在汽車檢測方面的應(yīng)用及發(fā)展前景趨勢[J].教育出版社，2011，7.

　　[6]王光高，劉玲秀，姚小明等.對計算機控制系統(tǒng)在汽車管理檢測方面的應(yīng)用探討[J].教育出版社，2009，11.

　　[7]李民膠，陳小紅，吳順治.關(guān)于計算機控制系統(tǒng)在汽車故障檢測方面的應(yīng)用探討[J].計算機控制系統(tǒng)出版社，2010(06).

　　[8]李和小，黃小樣，吳明明等.淺談計算機遠程故障控制系統(tǒng)對汽車行業(yè)的現(xiàn)實意義[J].通信學(xué)報，2012(8).

　　[9]陸美玲，劉美麗，王喜歡等.對計算機遠程故障控制系統(tǒng)對汽車行業(yè)的現(xiàn)實意義分析[J].計算機天地，2009(13)：56-57.

　　作者簡介：邱建朋(1981―)，男，江蘇阜寧人，2005年畢業(yè)于湖南大學(xué)自動化專業(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。