计算机控制技术复习题(2012-12-6).pdf

计算机控制技术作为现代工业生产中的核心组成部分，扮演着至关重要的角色。它通过计算机对生产过程进行实时监控和控制，极大地提升了生产效率、精度和自动化水平。随着工业自动化的发展，计算机控制技术日益成熟，并形成了多种技术形式，满足不同生产需求。本文将深入探讨计算机控制技术的核心概念、典型形式、控制过程以及发展趋势，以期提供对计算机控制技术全面的理解。 计算机控制系统通常由工业控制机和生产过程两大部分构成。工业控制机包含为生产控制专门设计的硬件和软件，如控制器、传感器、执行机构和电气开关装置等，它们共同工作，以完成特定的控制任务。生产过程则是被控对象，其状态和数据需要实时监测和控制。在这样的系统中，计算机控制技术的关键在于如何实时采集数据、进行决策并实施控制，从而确保生产流程的顺畅和产品质量的稳定。 相较于传统的自动控制系统，计算机控制技术有着显著的优势。它可以灵活运用多种控制规律，便于操作人员根据实际需要进行调整。控制精度的提高，有效抑制了生产过程中的扰动，使得控制系统能够实现最优控制。此外，计算机控制系统能够进行数据统计和工况显示，极大地提升了控制效率。同时，计算机控制技术的发展还推动了控制与管理的一体化，进一步提高了整个生产过程的自动化水平。 计算机控制系统的发展催生了多种典型形式，包括操作指导控制系统、直接数字控制系统（DDS）、监督控制系统（SCC）、分散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）。操作指导控制系统因其结构简单，适合于一些不太复杂的生产过程，尽管需要人工操作，但其控制速度有限。DDS具有良好的实时性和适应性，适合复杂和快速变化的生产过程。SCC致力于保持生产过程始终处于最优状态，具有先进的控制功能。而DCS通过分散控制和集中操作的方式，提高了系统的灵活性和可靠性。FCS则以其低成本和高可靠性，在工业控制系统中占据了一席之地。 控制过程是计算机控制系统的核心环节，通常包括实时数据采集、实时决策和实时控制三个步骤。实时数据采集指的是在限定时间内，计算机对生产过程中的各种信息进行收集和处理。实时决策要求计算机根据采集的数据进行分析和判断，并制定相应的控制策略。实时控制则是指计算机将决策结果实时输出到执行机构，指导生产过程。这三个步骤构成了计算机控制系统的基本运行模式，确保了生产过程的准确和高效。 控制系统的工作原理根据其类型的不同而异。操作指导控制系统提供参考值，但不直接干预生产过程，属于开环控制。DDC系统则是典型的闭环控制系统，通过检测生产过程的实际状态并反馈至控制中心，计算机据此进行调整，以确保生产过程符合预定标准。而SCC系统除了基本的控制功能外，还能够实现最优控制和自适应控制，是目前较为先进的控制方式。 随着技术的进步，计算机控制系统的发展趋势愈发明显。首先是可编程逻辑控制器（PLC）的广泛应用，PLC集成了控制逻辑编程、数据处理和通信功能，为工业自动化提供了强有力的支持。集散控制系统（DCS）的发展和应用，则进一步促进了生产过程的分散控制和集中操作，提高了系统的可靠性和灵活性。此外，智能控制系统的研发和应用，如神经网络、模糊逻辑和专家系统等，为解决复杂的控制问题提供了新的思路和方法。 计算机控制技术的广泛应用和发展，不仅提高了工业生产效率和质量，还推动了整个工业自动化的进步。了解计算机控制技术的发展和应用，对于提升现代工业生产的技术水平和竞争力具有重要意义。未来，随着科技的进一步发展，我们有理由相信，计算机控制技术将在工业生产中发挥更加关键的作用。