计算机控制技术大全11篇

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中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0016-01

1 概述

现如今我们人类已经渐渐进入了自动化时代，人们越来越多的用计算机来实现控制。而计算机控制技术也更多的运用到许多领域里来，应用于军事、农业、工业、航空航天以及日常生活的各个领域。企业中的自动化生产也是计算机应用最多的一个方面，控制对象已从单一的工艺流程扩展到整个企业的生产、管理以及现场各种设备的控制中，采用分布式计算机控制，实现了企业的控制和管理一体化，从而大大提高了企业的自动化程度，为企业创造更多的经济利润。

2 计算机控制技术的概念

2.1 计算机控制系统的组成

采用计算机进行控制的系统称为计算机控制系统，主要由硬件和软件两大部分组成。

硬件：包括计算机主机、通用设备、过程I/O通道、通用接口电路、传感器、变送器以及可控的操作台。

软件：计算机控制系统中具有各种功能的计算机程序的总和，如完成操作、监控、管理、控制、计算和自诊断等功能的程序。整个系统在软件指挥下协调工作。

2.2 计算机控制系统的特点

（1）除仍有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数字等多种信号形式。（2）除了包含连续信号外，还包含有数字信号，因此与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计。（3）修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改，使系统具有很大灵活性和适应性。（4）一个控制器经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路。（5）采用计算机控制，如分级计算机控制、离散控制系统、微机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。

2.3 计算机控制系统的控制过程

（1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。（2）实时控制决策：对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的控制规律决定进一步的的控制过程。（3）实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

3 计算机控制系统的自动化生产

自动化生产线是生产过程的流程路线，整个过程包括原料输入，加工筛选、运送原料、装配元件、检验成品的一系列生产线活动所构成。基本的工业化生产线需要按照原料进行分类处理，生产加工，成型检测，按照产品的生产流程，产品设备，负责操作的工人进行不同工艺的加工处理。

3.1 可编程计算机控制器

可编程计算机控制器（PLC）技术是一种在生产过程中的数字运算操作电子设备，它具有可编制程序、实现存储执行、逻辑运算、顺序运算的功能，通过显示设备模拟输入和输出，有效控制各种类型的机械或生产过程，编程控制器系统本身可以与工业制系统形成一个整体，方便扩展。随着计算机控制设备的发展，PLC完善的功能设置，有效推动了工业自动化的飞速发展。可编程控制器特点：

（1）抗干扰能力：PLC采用大规模微电子集成电路，平均无故障时间可高达30万小时，减少了停机检验的时间。（2）编程控制器适用性强：PLC的功能丰富多样，可以有效与工业控制设备进行匹配，设备本身的适用性逐步增强。

3.2 硬件设备的通用性强

PLC的硬件具有标准化的特点，可以适用于各个生产过程的使用。产品丰富、硬件功能强、产品种类多、方便构建各种范围大小的控制系统。只要在PLC的终端上接入输入输出信号组件就可以构建一个PLC的控制系统。更改一个控制系统只需要使用编程器修改程序即可，根据输入输出组件和应用软件的不同，PLC硬件设备可以控制不同的选定目标。

3.3 自动化中的现场总线应用

自动化生产中的现场总线是在数字化通信的测量控制设备，在自动化生产的现场使用，广泛应用于自动化制造业，现场总线使用专用处理器置入传统的测量控制器中，具有数字计算和数字通信能力。自动化生产线的现场总线把分散的测量控制器变成网络探测节点，联机完成自动控制。现场总线使自控系统与设备之间具有了互相通信实时分析的能力，经过连接网络系统，可以在信息网络中及时发现异常，使企业的自动化生产信息沟通更加便利。

3.4 自动化系统中的应用特点

（1）公开性和开放性：可以连接任何的设备和系统，也可以根据用户实际需求，组装不同的系统和设备进行工作。（2）可操作性和互用性：连接的设备和系统之间的数据沟通和传送，不同的生产设备可以实现设备之间相互代替和替换。（3）智能性和功能自治性：现场总线通过传感设备，监控分析处理，利用现场的设备可以能完成设备的自动控制，随时诊断系统和设备的运行状态。

4 自动化生产中的应用说明

工业机器人的自动化生产线，通过改变不同的软件，适用于现在大规模生产的各个行业，符合现代经济发展的需求及技术方面的创新，也适合已有生产线实现全自动行业的再次更新。工业机器人操控体系采用具有现场总线形式的PLC操控方法，有独立操控和智能操控的特点。工业机器人在生产中使用面很广，他改变了传统的劳动模式，改善了劳动条件及强度，确保了生产的安全，提高生产的进度及产品的合格率。使材料在生产流程中减少了浪费，节约了时间，缩小了生产成本。随着生产线的制作、调试设备的周期设计时间不断提前，机器人自动化生产线越来越为工业企业所接受，成为自动化生产线的主流。

5 结语

计算机控制技术在自动化生产线上，重点强调通用性和灵活性的特点，有助于提高生产系统的生产效率，节约设计成本，提高运行质量，计算机控制技术对工业自动化生产具有开拓意义。

参考文献

[1]许勇.《计算机控制技术》[M].机械工业出版社，2008，（1）：45-47.

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《计算机控制技术》课程定位为常州工学院测控技术与仪器专业的一门核心专业课，理论性、应用性、实践性和综合性都很强。本课程重点介绍计算机控制系统的组成原理和结构，计算机控制系统的工程设计方法，复杂控制算法的实现等方面的内容。通过本课程的教学，使学生掌握计算机控制系统方面的相关技术、基本理论和设计方法，给学生将来从事计算机测控相关的工作打下坚实的基础。

1 课程教学内容

计算机控制技术是一门核心专业课，它既有自身的理论体系，又有很强的实践性，在本科教育中起着重要的作用。课程特别强调理论联系实际，注重培养学生解决实际问题的能力和工程实践能力。

课程理论教学内容主要围绕以下几个方面开展：①总线技术与总线扩展技术；数字量输入输出接口与过程通道；模拟量输入输出接口与过程通道；硬件抗干扰技术。②步进电机控制技术与伺服电机控制技术。③数字控制器的连续化设计技术、离散化设计技术；纯滞后控制技术、串级控制技术、前馈-反馈控制技术；解耦控制技术。④程序设计技术；测量数据预处理技术；数字控制器的工程实现；系统的有限字长数值问题；软件抗干扰技术。

在设计该课程实践教学内容时，课程组确立了先进的实验教学理念与改革思路，制定了科学的教学体系与教学内容，坚持实践与理论并重，能力培养与素质提高并行，课程实验与工程训练、创新设计、科学研究有机结合，创造以学生为本的人文环境，坚持把知识传授、能力提高、素质培养贯穿于实验教学始终，注重培养学生建立大工程观、大系统观、大集成观，强化实践技能，着力培养学生的创新精神和创新意识。课程开设的实验主要包括：采样与保持实验，学生主要了解常见ADC和DAC器件的使用方法；直流电机控制实验，理解用PID控制算法控制直流电机的方法，了解PWM 调制、直流电机驱动电路的工作原理；最小拍控制算法的研究实验，学生主要学习并掌握最少拍控制器的设计和算法，了解最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成和危害性；PID控制实验，掌握常规的数字PID控制算法的原理及其应用，掌握PID调节器参数整定的方法。

2 教学方法与教学手段

计算机控制技术是一门与工程实际联系十分紧密的专业课程，涉及的相关专业基础课程有多门，因此，给课程教学带来了一定的难度。为了使学生能够全面掌握本课程的相关知识，我们在教学方法、手段等方面进行了一些有效的尝试，取得了良好的教学效果。

2.1 五位一体的立体化课程教学体系

五位一体的立体化课程教学体系：采用了“课堂+实验室+教学网站”的教学平台、“研究型+启发式+工程案例”的教学方法、“讲课+习题课+讨论课+实验课”的教学形式、“基础型+分析型+综合型+设计型”的课后作业、“平时成绩+实验成绩+考试成绩”的考核方法。

2.2 将科研资源与教学资源有机结合，提高课程教育质量

虽然常州工学院定位为应用型本科院校，但随着测试计量技术及仪器校重点建设学科的建设，科研水平不断提高，具有良好的科学研究和工程应用平台，取得了一些科研成果。科研水平的提高带动学科专业的发展，学科专业水平的进步对教学水平的提高具有积极的作用。将科研资源转化为教育资源，也是提高课程教育质量的一个重要因素。

我们较好地实现了教学资源、科研资源在人才培养和科学研究方面的开放和共享。在学生进入大三后，根据学生的兴趣，组织学生进入不同的学科方向进行锻炼，委派科研学术骨干教师给学生进行学术讲座，使学生对科研产生浓厚的兴趣，激发学生的学习热情和求知创新欲望。

教师的科学研究工作也是学生获得知识的一个重要的途径。在专业课程学习过程中，许多抽象的理论知识学生很难理解，教师在理论课程教学过程中，注重理论联系实际，结合自身的科研工作，将抽象复杂的理论知识通过具体的工程应用实例来描述，加深了学生对理论知识的理解，增强了教学效果。

2.3 利用现代教学手段提高效果

制作了计算机控制技术多媒体课件，应用MATLAB仿真实验系统向学生展示计算机控制技术的最新发展状况和应用成果。并且通过可动态更新的课程网站，使不同层次、不同需求的学生可以跨越时空限制，按需索取所需资料。“学生资源共享”和“网上答疑”系统的运用大大加强了学生和教师之间、学生和学生之间的交流和互动，进一步扩大了网站的资源来源和共享性。

2.4 严格课程考试管理、规范课程考核形式

本课程考核由两部分构成：理论考试成绩占总成绩的60%，实验成绩占总成绩的20%，平时成绩占总成绩的20%。理论考试采用闭卷方式，试题由主讲教师按照大纲要求命题加入试卷库，并做好相应的参考答案和评分标准。实验成绩根据学生的实验预期、实验操作、实验报告综合评分。

3 结论

《计算机控制技术》课程建设课题组成员在教学改革上进行了一些有益的探索和尝试，对教学内容的调整、教学手段和方法的改进与完善等方面进行了详细的总结，取得了一定的效果。

【参考文献】

[1]于海生，丁军航，潘松峰，等.微型计算机控制技术[M].2版.清华大学出版社，2009.

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计算机控制技术是一种集计算机技术、数字化技术和互联网技术为一体的现代自动化技术，目前已经在社会的各个生产领域得到了广泛的应用。并且经过近几十年的发展，计算机控制技术有了飞跃性的发展，已经基本实现了自动化控制水平。而之所以能够达到这种发展状态，离不开互联网的帮助和支持。正是在以太网的平台上，才实现了工业企业生产信息的大量传输和共享，从而为计算机控制技术奠定了技术基础。以下笔者就针对计算机控制技术在互联网时代下的发展问题进行简单探索，指出在未来的发展中，计算机控制技术还将会有更广阔的发展应用空间。

1、计算机控制技术概述

虽然计算机技术是在第三次产业革命时就已经开始得到应用和发展，但是计算机控制技术却是在最近十几年间才逐渐兴起并被广泛应用在工业生产中的。之所以要进行计算机控制技术的应用研究，主要是想通过计算机技术来实现工业生产的自动化发展。

而所谓计算机控制技术，就是指在计算机应用技术、数字化电子技术、可编程控制技术、互联网技术、单片机技术以及自动控制技术的技术基础上，使生产技术的精密程度更高，生产设备的信息化性能更佳，从而实现生产过程的全自动化控制操作模式。由此可以看出，计算机控制技术是一种集各种现代科技技术为一体的高科技。因此企业若想进一步提高计算机控制技术，就需要引进和培养更多更专业的计算机人才才，使其能够对生产自动化系统进行合理的操作和管理，从而保证工业生产过程中的生产效率、生产质量和安全生产。

2、互联网时代下计算机控制技术的发展

当今的时代是一个信息时代，更是一个互联网时代。因为正是在互联网的平台上，才实现了信息的快速共享和传递。同样的，作为需要通过快速准确的传递信息来实现生产自动化的主要技术，计算机控制技术也在互联网技术的发展中得到了进一步的发展。主要可以体现在以下几方面：

2.1由集中控制逐渐向集散控制的方向发展

在最早的计算机控制技术的应用中，控制系统是一个整体，并设立在一个地方组成控制中心，所有的信息搜集、整理、加工和处理都是在控制中心进行，信息中出现的各种问题以及其解决对策也都是由控制中心决定并发出。也就是说，早期的计算机控制技术的应用形式主要是集中控制，这种工作方式虽然具有很大的决策统一性，有利于对整个生产系统进行全面的控制与合理的调整，但是其也存在一个致命的弱点，就是一旦控制中心的决策出现失误，则将会对整个生产系统的运行造成严重的影响，计算机控制技术也就失去了其本来的作用和能力。

而在互联网技术不断发展的推动下，通信网络方式和通信网络水平都有了很大的提高，这就使得计算机控制技术的应用逐渐从集中控制转向了集散控制。所谓集散控制又称分布式控制系统由过程控制以通信网络作中间枢纽对多个计算机系统进行控制的过程。集散控制的工作方式中应用了计算机、控制、通讯、显示等先进的技术。集散控制的工作方式是以“分散控制、集中化操作”为原则进行工作，充分体现集散控制的灵活性、方便性、简单性的特点。计算机控制技术在集散控制阶段充分发挥计算机控制技术的作用。计算机控制技术的使用是通过一台计算机对多种信号进行处理根据信号的使用功能不同集散控制将其分为上位机和下位机。

2.2从封闭系统逐渐向现场中线的方向发展

封闭系统是不受外界环境影响不与外界环境相接触的一个系统。封闭系统中计算机控制技术在一定程度上受到很大的制约。封闭系统难以实现兼容性和开放性组织中的信息得不到很好的更新和利用。所以封闭系统必然会被取代。

工业现场中线控制系统解决工业现场中控制器、执行机构、智能化仪器等设备之间信息或信号的传递。工业现场中线控制系统是以一个数据点到另一个数据点，最后形成一个中线的方式进行传递。工业现场的中线具有经济实用、简单、可靠等特点捉使计算机控制技术操作更加便捷，其具体的工作是以工业现场中线为主对中线中的信号或数据进行处理使信号或信息技术处理处于一个平衡、有序的状态，进而达到信息或数据自动化控制的状态。工业现场中线控制系统是顺应用户的要求采用开放式的现场数据处理和数据的控制。现场中线控制是分散控制的优化和提升，实现了“变分散为集中统一控制管理”，即将危险进行分散实现控制分离。

2.3从现场控制逐渐向企业自动化控制的方向发展

计算机控制技术应用在现场控制阶段主要是对活动现场的信息或信号进行处理并在一定程度上实现自动化控制。但是现场控制阶段计算机控制技术的自动化控制还受到一定程度的约束。所以现场控制还需要不断的优化和完善。企业自动化阶段的标志是以太网工业协议的形成。以太网工业协议是一个开放式的网络协议。通过以太网协议的形成将互联网与计算机控制技术充分地结合在一起实现自动化控制的应用。互联网与计算机控制技术的结合将提升工业生产品的适用性、可靠性、抗干扰性等特点。当前企业化自动化通过以太网的传输存在一个缺陷，即以太网信号不确定性、不稳定性。由于工业生产中以太网信息或数据的传输量较大，新的信息与旧的信息交换频繁捉使互联网中的数据需要快速刷新信息，互联网的信号将会出现不稳定，直接导致以太网的信号不稳定、不确定。所以企业在完善计算机控制机技术的自动化使用过程中提出了“信息化工厂”将以太网需要传输的大量数据通过信息工厂进行转移促使信息采集、信息传输、信息的处理、信息的综合使用存在一个良好的系统中，有效地完成信息的自动化控制。

3、结语

事实上，在互联网时代下，不但通信网络技术得到了极大的发展，计算机应用技术、数字化控制技术等先进信息科技也都随之得到了极大的发展，这些技术为计算机控制技术的应用提供了良好的技术平台，从而使得计算机控制技术在工业生产系统的自动化发展进程做出了更大贡献，为提高企业的生产效益，增大企业生产的安全性和经济效益打下了坚实的技术基础。并且相信在未来的社会发展中，计算机控制技术还将会在互联网时代下得到更广阔 的应用空间。

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中图分类号：F270.7 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 02-0000-02

伴随着工业技术的不断发展，尤其是网络技术、微处理器技术等的普及，计算机控制技术的定义已经发生了根本的变化，进入了一个多机的、自动化生产、控制和智能一体化相结合的发展方向。本篇文章将归纳计算机控制技术的发展概况，同时指出作为计算机控制技术操作工程师主要的责任和工作从事情况。

1 集中控制到集散控制的发展

最初的计算机控制主要采用的是集中控制的工作方式，在进行一系列的包括采集信号、运算处理、信息反馈、显示状态等任务的过程中，均是通过工业控制计算机IPC来控制的。IPC工业控制计算机将各种参数，如，压力、温度、PH值等进行有效的收集，然后通过接口卡来接受经过处理而得到的信号。现在，伴随着控制系统日益增加的复杂度，单独的一台计算机已经不能胜任多种信号的处理工作了，在这种情况下，分布式控制系统便应运而生，根据功能的不同，可分为上位机、下位机。上位机主要负责整体集中监视工作，下位机为分布在各现场的用于分布控制的个体。而上、下位机则通过相关的通讯互联网进行传递信息工作。

通讯是集散式控制系统的中心，它作为DCS的中央神经系统。DCS系统具有可拓展性、安全性和有效性。DCS最初研发阶段的瓶颈为系统开放性低。许多厂家采用封闭形式来实现经营垄断，而不同厂家之间的信息闭塞，则成为了DCS系统发展困难的主要问题之一。

2 封闭系统到工业现场总线的发展

为了达到增强DCS系统的兼容性、开放性的目的，必须采取措施实现DCS系统网络协议的公开化和标准化，因此就有了封闭系统到工业现场总线的发展。工业现场的总线控制系统（简称FCS）的主要功能就是实现数据“点到点”到“总线”的方式转变。按照总线方式，整个控制系统有条不紊的进行运行，各种设备的工作都是一个“总线单元”，相互平行的运行，遵守公开、统一的通信协议进行综合自动控制相关工作。FCS相比于DCS系统，更能实现顺应用户的要求，它采用的是开放式的现场总线协议，通过这种协议协调现场所有支线工作，使得维护和成本都降低。所以说，FCS系统是种互联的、开放的分布式系统。

现场总线技术是一种能够实现“变分散为集中，实现统一控制管理”的技术，能够分散危险，实现控制分离。在整个系统中，通过智能仪表来实现数据的收集、处理、运算控制及输出等现场工作，而上位机负责一些高端工作。

从上个世纪80年代，现场总线技术就开始发展，而它在发展过程中的各种标准也不断成为工业国家和厂商的争夺焦点。现在，Profibus及CAN均是中国自动控制领域的核心。1996年，Profibus标准开始进入中国，在10年光景的推广中，广泛存在于我国的工业领域中。2006年，Profibus成为了我国第一个现场总线技术的国家标准。到现在为止，Profibus仍是应用最为广泛、各种控制设备、仪表种类最为齐全的总线技术，一直是车间级的总线标准、自动化集成的首要选择。同时，CAN是机电设备控制相关领域中应用最为广泛的总线技术，一直是工业机械手、汽车电子、高速印刷机等控制系统的设备级的总线标准。也就是说，Profibus和CAN分别是自动化、电子工程师的首选。

3 现场控制到企业自动化的发展

EtherNet/IP即以太网工业协议，是一种以以太网的传输为标准的协议。目前，这个协议被三大组织所支持，即the Industrial Ethernet Association（IEA）、ControlNet International（CI）、the Opening DeviceNet Vender Association（ODVA）。以太网工业协议旨在形成一个开放式的网络协议，以便于工业控制网络的开放式建设。工业以太网可以定义为将商业以太网（IEEE802.3标准）在技术上实现统一、同时提升产品的器件选用、适用性、可靠性和抗干扰能力，以满足不断增长的工业现场需求。

控制作用要能满足实时性，这是工业控制网络必须遵从的原则，换句话说，传输信号的过程要迅速同时信号必须稳定，因此要保证满足数据定时刷新的要求。以CSMA/CD的方式所进行的传统以太网的传输，不能在电荷负荷过大的时候正常运行。工业以太网采用的是新的信息交换技术，能够快速刷新信号，这就为以太网信号的不确定问题找到了解决方法。如，EtherNet可以达到100M、10G的传输速率，减少了网络传输的延时问题，使得阻塞几率大大降低。双工星形的拓扑结构及EtherNet技术则使传输实时性、确定性变成了可能。

“信息化工厂”是工业以太网的技术存在意义，这里的信息化工厂指的是在信息基础相关设施的基础上，利用信息处理手段，将信息收集、传输、计算处理和综合应用，如同在工厂中生产、管理和运营的手段一样。可以说，工业以太网是自动化控制的核心，管理、运营等信息的传输都靠它。

通过实现“信息化工厂”模式，能够使得整个内部信息运行顺畅、较少内耗、提高应变市场能力和增加效率的能力。可以说，工业以太网是现代企业经营成必不可少的部分。

很多现场设备对EtherNet/IP协议都很支持，它能实现直连下层设备，直接挂接变频器和分布式IO，并采用以太网交换机作为中部链接，实现整个信息交换系统。EtherNet/IP控制网络的功能包括以下几方面，决定性控制、适应应用需要、故障容纳措施、远程控制、低成本连接、内部安全和开放式标准。它具有许多值得推广的价值，如，实现了商业和企业的简单整合，即有效的将生产控制、质量监督、可检测性及系统维护等结合起来；高速、高带宽，便于网络技术的融进，能够连接广泛区域内的设备；便于专家远程服务、诊断及部署等，有利于成本的降低和方便快捷进行信息控制等。所以，有人将工业化的以太网形容为“总工程师读数据的网”。可以看出，工业以太网具有无缝对接的优点，这样，工程师们就能实现远程对挂在以太网上设备的控制管理了。

4 结论

互联网时代的计算机控制技术是实现了集中控制到集散控制的发展、封闭系统到工业现场总线的发展、现场控制到企业自动化的发展的过程。最初的计算机控制采用集中控制的工作方式，一系列任务均是通过工业控制计算机IPC来控制的；DCS系统具有可拓展性、安全性和有效性，但信息闭塞；工业现场的总线控制系统FCS实现数据“点到点”到“总线”的方式转变，是一种互联的、开放的分布式系统；EtherNet技术则使传输实时性、确定性变成了可能。

参考文献：

[1]张宇，黄道.I/A Series系统在石化空气分离车间中的应用[J].中南工业大学学报（自然科学版），2010，34（1）.

[2]李晓明，王昌跃.小型锅炉自动控制系统设计[J].北京电力高等专科学校学报（自然科学版），2011，28（11）.

[3]杨斌，郇极，魏继光.嵌入式计算机控制器的可视化编程技术研究[J].制造业自动化，2010，26（1）.

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进入21 世纪，随着计算机技术的发展和普及，汽车上各种运用计算机、传感器以及执行器组成的控制系统得到了更加广泛的应用。而在传统的汽车设计中，每一个自动控制系统就需要一个专用的计算机单元。就当前汽车中计算机电子控制技术应用来说就可分为四大类，即动力传动总成的电子控制，底盘的电子控制，车身系统的电子控制和信息通信系统，我们首先来就汽车中计算机电子控制技术现状做以下分析

一、 动力传动总成的电子控制 

动力传动总成的电子控制主要包过发动机电子控制，变速器电子控制和动力总成的整

体控制等，

1、发动机电子控制

在计算机电子技术用于控制发动机的初期，控制的目的是为了满足排放的严格要求和获得更好的燃油经济性。随着排放问题的基本解决，充分利用电子技术强大的控制能力，不断丰富汽油机控制系统的功能，充分挖掘其在动力性、经济性方面的潜力，进而全方位地改善汽油机的性能，已经成为汽油机的主要发展方向之一。于是计算机控制在汽油机上的应用就经历了从单一的化油器电子控制、汽油喷射控制、点火控制到全面电子控制的过程。

今天，汽油机已经进入了电子控制技术时代，用一个ECU进行以汽油喷射为主的多项控制，即所谓的集中控制，是当代汽油机控制的基本模式。随着控制功能的不断增加，电子控制几乎已经渗透到汽油机的各个机构和系统，可谓无处不有。同时，除了汽油机的全面控制以外，还以此为中心加入传动控制，向车辆整体控制的方向发展。

2、变速器 的电子控制     

    电控自动变速器的控制系统主要是计算机接收各传感器输送来的反映汽车和发动机运行工况的信号后，据此发出指令给换挡电磁阀和变矩器锁止离合器电磁阀，以控制自动变速器工作。计算机除了用于控制变速器的自动换挡外，还用于全时四轮驱动传动系统中轴间差速器的自动锁止控制。车辆行驶时，计算机接收前后轮转速传感器、节气门位置传感器和轴间差速器控制开关的信号，根据前后轮速度的差动量来控制前后轴上转矩的分配，以避免因差速器的差动作用，而产生车轮滑转，车辆停驶的现象，从而提高车辆在困难道路上行驶时的通过能力。

3、动力传动总成的整体控制

    随着汽车计算机程度的进一步提高和微电子技术的迅速发展，CEO的控制功能也不断增，并逐渐由单一控制向集中控制。方向发展，并可产生新的控制功能。动力传动总成的整体控制就是这样一个集中控制系统。这种整体控制更易于实现换挡过程中的闭环控制，提高动力传动系统的综合动力性能和经济性能，不仅降低了成本，更重要的是提高了控制系统可靠性和一致性。这一方面的研究与应用越来越多，已经成为当前汽车计算机电子技术发展的一个重要方向。

    二、底盘的电子控制

    底盘的电子控制用于控制提高汽车的舒适性，安全性和动力性等。主要有主动—-半自动悬架及车高自动调节系统、制动和防滑动态性能电子控制系统、转向控制、驱动控制和巡航控制等。 

    悬架系统控制是用来改变车身的高低和缓冲弹簧的弹力，并根据车辆的载荷及路面条件改变吸收冲击阻尼力的大小。控制车身高度的目的是在于车辆的载荷无论怎样变化，通过该控制系统均能使车身和底面之间始终保持设定的距离，或者汽车在高速行驶过程中，通过降低车身高度来减少空气的气动阻力并增强汽车在高速行驶时的稳定性。转向系统控制用于操纵动力转向系统转向力。防抱死制动控制系统是用来防止汽车在制动时车轮被抱死。采用电子控制四轮防抱死制动控制系统，不仅能防止汽车在制动过程中后轮被抱死，而且还能防止用于转向的前轮被抱死，从而使汽车行驶方向的稳定性得以增强，提高了汽车的可操纵性。电控巡航行驶系统用于汽车行驶速度的自动调节，使汽车在不踩加速踏板的情况下，能保持设定的行驶速度。防滑控制是用来防止汽车在起步和加速时驱动轮打滑。四轮转向控制是由安装在后悬架处，用于操纵后轮的后轮转向机构及前轮转向机构所组成，这样前后四个车轮都能进行转向操纵。目的是为了提高汽车在低速时的转向性能及在高速行驶时的转向能力。

三、车身系统的电子控制

车身系统的电子控制用于增强汽车的安全、舒适和方便性。车身电子控制技术的基本内容如下：

  1、仪表方面：电子转速表、电子车速里程表、电子燃油表、多功能综合屏幕显示。     

    2、安全方面：电控安全气囊、防盗警报系统、电控安全带、电控前大灯系统、雷达防撞系统。

    3舒适方面：中央门锁系统、电动门窗与电动天窗系统、电动座椅、电动后视镜与电动除霜系统、汽车音像系统、自动空调系统。

    4通信与智能化方面：卫星导航与定位系统、车载电话与计算机网络系统、安全维护与监控系统、故障自诊断系统、智能汽车与自动化高速公路。

  四、信息通信系统 

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0 引言

《计算机控制技术》是工业电气自动化、自动控制、计算机应用等专业的主要专业课程之一[1]。具有实践性和综合性强、课程抽象、学习难度大等特点。尤其是其中的控制算法，既是计算机控制系统的核心，也是整个计算机控制系统设计中的难点，并且由于控制算法数量多，理论性强，采用常规的讲授方法，学生不易理解，教学效果不是很理想。基于此，本文以MATLAB为工具，通过编写M文件、构建SIMULINK框图对主要算法进行仿真实现，并通过 GUI （图形用户界面 ）设计友好的人机交互界面，实现控制算法的选择、参数的设置、动态仿真以及不同算法的控制效果对比等。在建模仿真的过程中将抽象的理论知识变成直观的感性认识，使学生可以更直观、高效地理解和掌握所学知识，培养学生的学习兴趣和能力，提高教学质量。

1 仿真平台规划

MATLAB是目前应用最广泛的科学工程运算软件，内嵌的SIMULINK是MATLAB的重要组件之一，无需大量的程序代码，只需建立仿真框图即可实现对复杂系统的交互式动态建模、仿真以及综合分析，令繁琐的仿真实现过程变得清晰可见。MATLAB的M文件工作方式，可以将MATLAB的语言代码全部写在一个文本文件――M文件中运行，用户还可以根据需要自编一些函数，方便程序的修改与维护，提高代码的可重用性。MATLAB GUI是MATLAB的图形用户界面开发环境[2]，使用它，用户无需了解图形实现的细节内容，便可以绘制复杂的图形以及设计出美观、方便的菜单化和控件式的人机交互界面。本文使用SIMULINK、M文件以及GUI实现《计算机控制技术》课程中的控制算法仿真平台设计。

2 控制算法的M文件仿真

《计算机控制技术》课程中的控制算法主要有数字PID的各类控制算法、Smith补偿算法、最少拍控制器的设计方法、大林算法以及滞后过程的预估控制算法等。数字PID控制算法有常规算法和改进算法两大类，常规算法分为位置型和增量型，改进算法主要有积分分离PID算法、抗积分饱和PID算法、变速积分PID算法等，这部分使用M文件进行仿真。M文件仿真时，首先新建一个空M文件，之后依据算法表达式在空M文件中输入MATLAB程序并以.m后缀保存，最后在命令窗口键入保存的文件名即可以运行该文件。之后通过 GUI开发环境设计友好的人机交互界面，实现控制算法的选择、算法参数的设置、系统的动态仿真以及不同算法效果对比等。

仿真平台中的人机交互界面之一如图1所示。在该界面中点击相应按钮可以选择不同的PID算法，算法改进前后的效果对比也可以直观地得以呈现。此外，通过修改算法的参数，可以让学生高效地理解不同参数对系统性能的影响。图1的曲线是积分分离PID控制算法的仿真结果，被控对象为，采样时间为1ms，rin（k）=1.0。

3 控制算法的SIMULINK仿真

《计算机控制技术》课程中的Smith补偿算法、最少拍数字控制器、大林算法以及滞后过程的预估控制算法等使用SIMULINK进行仿真。之后在 GUI开发环境中设计友好的人机交互界面，实现控制算法的选择、参数的设置以及系统的动态仿真等，如图2所示。图中的曲线是未消除振铃的Dahlin算法的仿真结果，被控对象，采样周期T=0.08s。

4 编译GUI生成应用程序

为了能够在没有安装MATLAB的计算机上使用该仿真平台，需要将以上设计文件编译成可以独立执行的应用程序。该过程分三个步骤：安装Lcc编译器（MATLAB自带），配置编译器，编译脚本。最后生成的后缀为.ctf和.exe的文件即为脱离MATLAB环境运行必需的文件。此后若要在未安装MATLAB的机器上运行该可执行程序，只需将MATLAB安装目录下的＼toolbox＼compiler＼deploy＼win32中的MCRinstaller.exe安装到该计算机后，点击执行编译生成的.exe文件即可。

5 结论

本文针对《计算机控制技术》课程中控制算法数量多，理论性强，采用常规的讲授方法，学生不易理解、教学效果不理想的问题，设计了该课程的控制算法仿真平台，让抽象的理论得以直观、生动的呈现，使学生深入、高效地理解和掌握所学内容，在教学中取得了良好的教学效果。

【参考文献】

[1]赖寿宏，主编.微型计算机控制技术[M].北京：机械工业出版社，2008.

[2]赵景波，主编.MATLAB控制系统仿真与设计[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3].基于Simulink的电力系统仿真研究[J].科技视界，2013（11）：160，166.

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作者简介：李启光（1970-），男，江苏赣榆人，北京信息科技大学机电工程学院，副教授。（北京 100192）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0105-02

计算机控制系统是以计算机为核心实现生产过程自动控制的系统。随着工业技术的发展和生产自动化程度的不断提高，计算机控制技术得到了越来越广泛的应用。“计算机控制技术”融合了计算机技术、自动控制理论和计算机通信技术，是新发展起来的理论性和实践性很强的一门交叉学科。它实际上包含着两部分内容：一是计算机控制理论基础，主要涉及离散控制基础理论；二是实现技术，主要包括通道接口技术、现场总线、人机界面等系统实现技术。课程涉及面很广、知识集成度高，是高等学校自动化、电气工程和机械电子工程等专业的一门重要的专业主干课程。[1-3]

一、“计算机控制技术”课程现状

“计算机控制技术”是一门跨学科专业课程，涵盖内容丰富，但由于各专业的要求不同，课程针对不同专业的侧重内容应有区别，这样才能达到各专业的培养目的。

目前多数高校选用课程教材内容主要是数字滤波、数字 PID、最少拍无差系统、Simth算法和达林算法、模糊控制、神经网络等内容，这部分是建立在一整套完整控制理论基础上的。[4]此外还包括接口技术、现场总线、人机界面等偏重于应用的内容。自动控制等专业培养目标侧重于设计计算机实现控制算法、编制适用于工业控制系统的硬件及接口设计、控制软件，选用此类编排内容的教材比较适用。而机械电子专业方向，机电专业以装备及其控制系统为主要研究对象，课程以了解与掌握计算机控制系统在装备控制中应用为其主要目的，选用此类教材不能体现专业侧重点。同时机电专业有自己的专业设置要求以及本专业特有的先修基础课程，与自控类专业有极大的不同，因此如何根据机电专业自身的专业特点确定理论教学内容及其深度，调整好计算机控制系统的理论及应用技术的关系，是目前机电专业“计算机控制技术”课程教学要解决的首要问题。

因此，在教学实践过程中，应以控制系统应用技术为基础，理论教学的内容和深度以应用内容的需求为标尺，使理论教学内容能够支撑且覆盖该课程涉及的主要技术，使理论教学的深度能与机电专业学生的实际水平及今后的就业需求相符合，同时还要与当前的技术发展水平和趋势相适应，具有一定的前瞻性。

二、机电专业“计算机控制技术”教学内容改革

1.机电特色的控制类课程教学体系调整

面向机电专业的“计算机控制技术”课程应从装备控制应用角度出发，密切结合装备自动化需求组织教学内容。

根据以上原则，在教学中提出将运动控制卡和工业PLC作为计算机控制技术理论与运用结合的载体。一方面在课程开始之前，需要保障学生已掌握先修部分专业应用技术知识，尤其考虑到工业PLC、运动控制器是机电专业常用、最典型控制应用系统，课程内容可与此结合，将工业PLC、运动控制器的应用作为教学案例使用。先修课程包括“电工电子学”、“机械控制工程”、“单片机原理”、“数控技术”、“PLC 原理与应用”等专业课程，其中鉴于“数控技术”课程目前涉及均为封闭式数控系统，因此在课堂上需要补充介绍机电控制中使用面广、开放式的运动控制器（卡）。

另一方面，课程以先修课程中所涉及的、与计算机相关的数字处理与控制技术为主要授课内容，重点介绍数字化后信号处理、数字控制理论及其实现，并通过各个理论教学环节与先修机电控制运用技术紧密结合，实现硬件和软件结合、控制原理和典型应用控制器结合，贯彻理论联系实际的方针，并将先修课程有关方面的知识有机集成在一个完整的机电控制系统内，使学生从整体上系统地掌握数字控制器的机电应用技术。

“计算机控制技术”强调理论、技术与实际应用相结合，理论与实践并重，综合性较强、强调应用，因此在课堂教学与课程实验的基础上，应增加机电综合实践环节，并鼓励学生参加其他开放实验以及科研项目，综合应用所学知识，巩固教学效果。项目选题从工程应用角度出发密切结合装备自动化实践。

2.机电专业特色的课程内容设定

在原有教学内容体系基础上，针对机电专业控制理论基础薄弱、专业需求有别的状况，对教学内容作一系列的重新规划及调整。强调教学内容紧密联系机电传动控制实际需求，优化知识结构、充实机电控制的实例，做到理论和实践运用的对应与相互关联。

对于机械电子专业，拟定的主要教学内容大致如下：

（1）输入/输出通道接口技术。这部分内容在“电工电子学”和“单片机原理”课程软硬件基础知识上，以单片机、PLC、运动控制卡上典型常用的接口硬件，如A/D、D/A、通讯口、触摸屏、开关量输入输出接口等为例子介绍工作原理、使用方法和技术细节问题。

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“计算机控制技术”以单片机原理及应用、自动控制原理、现场总线等先修课程为基础，结合了之前的理论课知识。就目前的就业形势来看，企业对计算机控制领域的人才需求较强，因此我校积极创新、探索新的教学理念与方法，以此进一步增强学生的创新能力与学习能力。“计算机控制技术”是一门结合理论和实践的综合性专业课，所以进一步探讨该n程的理论教学和实践教学方法非常必要。

一、课程定位与特点分析

“计算机控制技术”课程是自动化专业、电气工程及其自动化专业的限选课程。计算机控制技术的应用领域非常广泛，在航空、航天，以及与现代日常生活相关的工业、农业、医学等领域都起到了至关重要的作用。经过对课程的学习，学生应该掌握计算机控制系统的发展历程及应用领域，计算机控制系统的具体组成部分以及各部分的功能，学会计算机控制系统的分析方法，以及相对简单的软件、硬件的设计与实现过程，了解计算机控制系统的工作原理。

本课程旨在培养学生掌握微型计算机控制的基本概念，以及微型计算机控制系统的基本分析方法和设计方法。课程要求学生从理论上掌握计算机控制系统的基本原理及应用；而教师要为学生提供有效的分析，培养学生掌握设计计算机控制系统所需的知识、洞察力和理解力。学生在实践过程中要学会利用计算机技术解决控制系统中的实际问题，通过对该课程的学习，今后能独立承担和开展计算机控制系统方面的研究工作。

二、课程的教学改革

“计算机控制技术”课程以培养应用开发能力为目标，不断更新课程体系，从而确保教学内容的实用性和先进性，其主要特色与创新如下：

1.摒弃了传统的教学模式，采用项目驱动式教学。新课程采用项目驱动式教学，每一章节都设置一个驱动项目，教师组织学生自行分组、分工，制订设计方案。学生每一节课都带着问题、围绕项目学习所需知识，不断提高实践能力。

2.课程教学与课外科技活动紧密结合、相互促进。基于计算机控制技术课程的特点及其在电子产品设计中的重要作用，新课程将课程教学与大学生科技创新竞赛、全国大学生电子设计竞赛、飞思卡尔智能车竞赛等多项赛事结合，大力开展第二课堂，延伸教学范围，组织科技创新小组，提高利用单片机进行自动化系统及电子系统的开发和设计能力，以此激发学生的创新意识，锻炼其动手实践能力。

3.改革教学手段，增强教学效果。传统的教学方法是教师进行书面知识的传授，在黑板上写板书，学生只是进行信息的接收。这种教学方法并不能取得较好的教学效果。因此，要想切实提高教学质量，就需要改革教学手段。教学手段是否有效将直接影响学生对知识的理解和掌握。在学校的大力支持下，我校教师在教学过程中采用了多种现代教学手段。例如，在教学过程中使用多媒体课件进行计算机控制系统的教学和展示，利用三维动画制作技术和模拟仿真技术展示教学内容。通过一段时间的检验，笔者发现改进的教学手段不但显著提高了教学质量，还可以直观展示课本上难以理解的教学内容。我校设有专门的计算机控制技术实验室，共有32台THSSC-4型实验台。根据教材章节，课程设置了8个实验课题，穿插在理论教学过程中，学生能够在实践中巩固所学的理论知识。学生通过这种方式提升了动手能力，为今后的就业打下了基础。

三、课程考核方式的改革

传统的考核方法采用期末考试的方式，学生仅仅是考试的工具，并没有有效掌握平时上课的重点与方法。而科学的考核方法不仅需要激发学生平时上课学习的热情，还要真实反映学生的综合能力。考核方法除了最终的期末考试，还应该包括平时成绩（习题作业、课堂小测验、课堂提问、课堂讨论、课外作业、实验）。笔者经过实践，总结出比较合理的权重分配，即平时成绩占30%，期末考试占70%。通过这一改革，教学质量和学生的上课积极性都有了显著提高。

四、总结

“计算机控制技术”课程涉及的科目种类繁多，具有专业性强、内容更新快等特点。在学校组织的教学方法研究与改革过程中，教师对本课程的特点进行了一系列的创新与研究，最终取得了很好的效果。教师充分利用上课时间进行知识的传授与讲解。课程改革一方面提高了学生的积极性，另一方面增强了学生的动手实践能力，使教学效果得到了提升。

参考文献：

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2课程教学改革的方法和实践

2.1教学环节突出侧重点

针对本校学生的实际水平，在教学环节中突出侧重点。由于本课程的第一部分主要涉及计算机控制的基础知识、数学模型及控制原理和分析方法。这一部分内容在前期的自动控制原理、复变函数中都有所讲述，那么在本课程的学习中主要是针对课程内容进行复习和总结，而不作为重点内容进行讲授。而第二部分中，讲述的是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分是众多学科实践与应用的理论支撑，包括了经典控制算法如PID控制算法及其改进等，复杂控制算法如最少拍控制及达林算法等以及数字滤波等数据处理方法，同时包括了系统仿真算法。这一部分作为重点内容讲授。而第三部分是控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。该部分需要学生动手实践来完成，实际应用也很广泛，在讲授中同样以举例的方式让学生能亲身体会到软件方面的使用。

2.2教学与教材有机结合

针对《计算机控制技术》这门课程的特点，现有的高校教材可谓是形形，各有各的特点，那么如何使学生更好的学习课程内容而又不依赖于教材呢？或者说如何使学生更好的理解教材内容而更深入的学习课程知识呢？这就要求将教学与教材有机的结合起来。针对本校学生特点，不能拘泥于一本教材来学习本课程，因此，在教学过程中，第一部分内容也就是前期的计算机控制技术基础知识和数学模型等内容，主要针对学生现有教材以及自动控制原理等教材进行讲解，第二部分内容主要是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分的内容想对比较难，计算量大，因此既应用现有教材，还参考于海生等编著的《计算机控制技术》以及汤楠等编著的《计算机控制技术》等教材，针对算法的部分，结合不同教材的例题，使学生更好的理解算法的来源。第三部分即控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真，该部分更多的需要学生自己动手操作，那么在上课的过程中针对例题给学生通过多媒体演示的方法，引入知识点来提高学生学习的积极性。

2.3有效利用实验环节

《计算机控制技术》这门课程不但有独立的理论和方法，而且有相当强的实践性和应用性。因此，要学好这门课程，必须有效的充分的利用实验环节。本门课程安排在第六学期开设，该课程的实验的设置充分结合课堂内容，考虑以实际应用为主，主要安排了数字滤波器、数字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并为了提高学生的学习兴趣以及拓展学生的知识面，还安排了选做的步进电机控制、温度控制系统等现实中广泛应用的实验环节。

2.4重视教学中的考核方式

考核是评价学生学习、了解教师教学效果的一个重要杠杆。而仅仅通过期末考试的方法来对学生进行考核的话，有可能使学生平时不注重学习，期末搞突击，考后知识还给老师。我们把考核分为了4种：

①课堂作业。每次作业计10分，按照作业次数折合成满分10分的平时成绩。

②课堂表现。针对学生的课堂状态以及回答问题的正确率和积极性，计10分平时成绩。

③实验环节。针对各个实验中学生的预习情况、实验过程中的参与情况，实验结果的准确度来评价，满分计10分。

④期末考试。期末考试成绩折合成70%，再加上以上3项的成绩即为学生的总体考核成绩。这样分配更加合理，也充分调动了学生的积极性。

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一、计算机控制系统的组成和分类

计算机的控制系统是由工业计算机和工业对象组成。与普通控制系统一样，计算机的控制系统是开环的或闭环的。而闭环的方式运用最普遍，是一种最基本的控制方式。

1.硬件组成。计算机的控制系统硬件一般都是由计算机、外部设备、输入输出通道以及操作台等构成，如图2所示。图2计算机的控制系统硬件

2.计算机的控制系统软件。计算机的控制系统有以下四种系统：操作指导控制系统、直接数字控制系统（DDC）、计算机监督系统（SCC）、分级计算机控制系统。

二、计算机控制的背景及发展历程

20世纪50年代初将计算机作为控制器的思想开始萌生。开始试图在飞行器的控制中应用工业计算机，但由于体积大、能耗多、可靠性差从而没有被使用。后来，计算机的控制进展主要是在工业控制过程领域，成功实现了计算机的闭环控制。1962年英国运用计算机实现了数字控制，20世纪70年代微型计算机发明。计算机的控制技术[2]将在以下几个方面得到了发展：以工业PC作为基础的工业低成本控制成为主流，PLC将微型化、网络化、PC化、和开放性发展，面对测控管的一体化设计DCS系统，控制系统逐步向现场总线（FCS）的方向发展，仪表技术开始在数字化、智能化、网络化以及微型化进行发展，计算机的控制网络正向有线以及无线结合的方向迈进。

三、计算机控制的发展现状及应用探索

1.网络化。随着计算机和网络技术的发展，各种计算机网络广泛应用于控制系统，规模越来越大，从而使传统的回路控制系统所具有的特点在系统网络化过程中发生了根本变化，并逐步完成了控制系统网络化。

2.扁平化。根据不同功能的网络结构，在系统集散以及分布式计算机的控制系统中，系统将以网络为限分成了多个层次，各层网络之间由计算机相连接。因为各个网络层次之间互相独立，在信息传递和交换中，将受计算机的影响，是信息传递以及交换的主要问题。并由于集散以及分布式的控制系统[3]本身网络以及数据结构有封闭性，造成了不同厂家之间的产品交互性差。

随着企业网技术的发展，网络通讯能力和网络连接规模得到了极大的提高，使得原本在分布式的网络环境中较难实现的数据传输和交换，可以在一个贯穿的网络环境中实现。新一代计算机控制系统的结构发生了明显变化，逐步形成两层网络的系统结构，如图3。图3计算机控制系统网络系统结构

图3上层负责完成高层管理功能，包括各种控制功能之间的协调、系统优化调度、信息综合管理和组织以及总体任务的规划等。底层负责完成所有具体的控制任务，如参数调节的回路控制、过程数据的采集和显示、现场控制的监事以及故障诊断和处理等。因此，新一代计算机控制系统具有两层网络的系统结构，使得整体系统出现了扁平化趋势，即所有的高层次控制、管理和调度任务均在上一层次完成，而所有的具体控制、显示、记录和诊断任务均在下一层次完成。这种系统的优势是：简化系统的结构和层次，缩短上层控制任务到下层单元实施过程，实现较大规模的信息交换公共平台，加强上层子系统与下层子系统或单元之间的联系。

四、计算机控制系统的评价

计算机控制系统的发展和应用，除受系统本身的优缺点影响外，实际系统的控制质量起着非常重要的作用。在计算机的控制系统的发展中始终存在着对系统的控制质量评价问题。一般主要有以下六个方面对系统进行客观评价。

1.系统的质量。主要由采用的控制结构、设计的控制算法、具备各种功能和能达到的控制指标。一个好的控制系统所的控制结构应简单且合理，控制算法满足了控制指标要求的同时尽量简单，功能应尽量广泛。

2.系统的工程化。工程化是控制系统可以得到广泛应用的关键因素。因此，要求让系统软件模块化、硬件标准化，控制策略可选择和可组态、算法通用。

3.系统的实时性。系统的实时性应采用分级分回路以及分别进行。不同的级对实时性的要求不同，越靠近实时性要求越高，在一样的级别，不同的控制任务对实时性的要求也应不同。

4.系统的可靠性。系统的可靠性应有完整的衡量指标以及设计方法。主要指标包括含系统设备故障率、故障的累计概率、系统平均无故障时间、修复时间等。

5.系统的可扩展性。为满足生产发展以及系统应用范围，可扩展性是必要的，对任意一个控制系统可扩展性的主要功能为可扩展几个通道、几个接口、几个回路、几个采样点、和可提供几个存储容量以及内存空间。

6.系统的经济指标。系统的经济指标评价将系统的建设费用以及系统能实现的功能相比较，确定系统整体的效益和应用前景。

五、总结

随着计算机控制技术的不断发展，对控制系统的控制水平要求越来越高，将推动了计算机的控制水平向更高层次的发展。本文首先介绍了计算机控制技术的组成与分类；然后对计算机的起源、发展现状以及应用探索进行了说明；最后评价了计算机控制系统。

参考文献：

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科技发展与经济体的并轨，给计算机在林业工程中的应用提供了广阔的空间。计算机已成为当代青年生活的必须品，联同移动设备让人们的生活百般滋味。

古语有云“大树底下好乘凉”，这也深刻说明了林业在社会生活中的重要地位。当前林业工程的发展最重要的是资源调配，资源利用，资源蓄积，而这些都需要计算机控制技术来辅助，当前，完善的林业信息管理系统和决策系统已经初步落成，可靠的计算机控制软件不断更新，给林业工程送去了简化和高效，使林业工程的管理技术和研究手段都发生了巨大变化。

一、我国林业工程的特点

1、林业及林业工程

说到林业，我们一定会想到大山密林吧！谁会在意整齐有秩初入沃土的小小树苗呢？它们的朝气也不输参天大树吧！林业的脚步不止在绿化和山水间吧！经济的需求也是林业的重要组成部分，林业工程也是应市场需求而生吧！当然林业的发展更依赖社会建设，只有良性的林业发展才会对社会起到中流砥柱的作用。林业工程是以森林资源的高效利用和可持续发展为目的，研究森林资源的抚育、开发利用和林产品加工等。林业工程虽然是一个综合性的传统领域，但是随着信息技术、电子技术、自动化技术、材料科学等的迅速发展和渗透，它的研究专业化水平也必将得到提高。

2、我国的林业工程及特点

在我国的林业“六大”生态工程中，“天然林保护工程” 是我国林业的一号工程，投资最大，见效慢；“退耕还林还草工程”是我国林业建设史上涉及面最广、政策性最强、群众参与度最高的生态环境建设工程；“‘三北’和长江中下游地区等防护林体系建设工程”是我国涵盖面最大、内容最丰富的防护林体系工程；“京津风沙源治理工程”是首都乃至中国的“形象工程”，也是环京生态圈建设的主体工程 ；“野生动植物保护及自然保护区建设工程”是一个面向未来，着眼长远，具有多项战略意义的生态保护工程。“速生丰产林基地建设工程”是我国林业产业体系建设的骨干工程，也是增强林业实力的“希望工程”。

“六大” 林业重点工程的意义在于发挥森林作为“大自然总调度室”的作用，同时提高我国森林资源的蓄积量，满足国民经济各部门对森林资源的需求。

当然林业工程管理的实现离不开计算机控制技术的支持，林业工程中涉及的海量信息、图像数据和加工制造，都需要数据处理和辅助设计软件，图像采集与数据分析更需要各种数据模型方法支持，历史数据的甄选删除工作更需要专家系统的处理。前不久在加拿大发生的大型火灾让林业资源和环境遭受了巨大的损失，深刻说明了深林防火的重要，林业工程管理的重要。

二、计算机控制技术

1、计算机控制技术的特点

计算机技术与控制应用的结合，将电子技术、自动控制和应用开发技术引向智能化和专业化，巩固了控制管理的核心地位。计算机控制技术很好的将可编程技术、嵌入式技术和网络技术结合起来，为控制需求服务。控制技术的应用很好的提升了生产的精度和速度，信息化生产渐渐成为企业加工的主流，生产过程的自动化程度已远远超过预期。如机器织布机制作出的印花，已完全替代了人工，当然传统特色性加工的发展依然很受市场欢迎。

2、计算机控制技术的工作原理

计算机控制技术根据其系统的工作特点可以分为：操作指导系统、直接数字控制系统、计算机监督系统、集散控制系统和嵌入式系统。其工作原理为：

1） 进行实时的数据采集，把来自测量变送装置的被控制量的瞬间值进行检测和输入。

2） 对数据进行控制决策，把采集到的被控制量进行分析和处理，并按已定的控制规则决定将要使用的控制行为。

3） 注意实时的控制输入，依照控制决策，实时的对执行机构发出控制信号，指导完成控制任务。

3、计算机控制系统的分类

第一，计算机控制首先要有中央处理器，中央处理器可以实现对采集数据的运算和调配。如温度、压力和留速等数据信息的收集、录入、归类、计算、分析、评判和指令设置等，可以通过视频显示设备将关键信息和处理过程显示出来，需要时可以对所需信息进行处理，给操作人员提供设计改进思路和检测跟踪信息。

第二，直接数字控制系统，它是利用 1 台计算机对 1 个或多个参数进行检测，并将检测结果与给定值比较，然后按照之前规定的控制规律进行计算，并将控制量通过接口直接去控制执行机构，对被控对象进行控制。计算机直接控制生产过程。此系统的特点是灵活性大，可靠性高，可实现复杂的控制规律。缺点是危险集中。

第三，监督控制系统，它属于两级控制系统。上位机是监督计算机，面向被控对象的下位机可以是 DDC 系统或模拟调节器。监督计算机的主要任务是采集现场信息，根据数学模型进行最优控制和其它复杂的控制，指挥下位机工作，并可调整下位机的设定值，向操作人员发出操作指示。

三、在林业工程中的作用

1、对林业工程的监测与控制

计算机监测的具体内容为现场数据的采集和保存，它主要的监测对象是试验和生产过程中需要的数据。计算机控制技术中的过程控制是指使用计算机对林业工程生产工艺过程中的温度、湿度、重量、电压、浓度、水压等物理用量和化学用量进行控制。

2、对森林资源的管理

在林业工程林地管理的工作中，对于各种侵入、占用林地的行为，我们可以使用计算机控制技术进行准确的定位、测量，计算出面积。然后再把遥感技术采集到的数据输入计算机中，就可以马上绘制出被侵入、占用林地的准确位置、面积和图形。

3、有助于林业工程的绘图

传统的林业用图都是手工绘制出来的，绘制过程复杂、难度大，图的精确度、 标准度以及规范度难以保证，并且十分不利于检验和修改。以计算机和有关图像图形输出设备为工具，配合使用 GPS 技术、遥感技术以及计算机辅助设计应用软件对林业工程进行绘图，使林业工程的绘图工作发生了巨大的变革。