计算机控制技术发展综述报告.pdf

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计算机实时控制技术综述报告

题目计算机实时控制技术综述

系别机械电子工程

〔**〕梦辉

指导教师王宣银

完成时间2015/11/4

.z.

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摘要:本文简要介绍了计算机实时控制系统的原理,根据当前计算机实时控制技

术的开展状况,分析了计算机实时控制技术的优势和面临的挑战,指出计算机实

时控制系统开展趋势,在控制系统的设计与开发方面,控制策略〔算法〕是核心,

简述一些较公认的〔特别是能得到工程界的认可〕的先进控制策略〔算法〕以及

开展趋势。

关键词:计算机实时控制系统;原理;现状;趋势;控制算法

.z.

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一、计算机实时控制系统概述

自动控制是指通过控制装置使过程在没有人直接参与的情况下自动地按

照预定的要求运行。计算机实时控制系统是以计算机为核心的实现生产过程自

动控制的系统[1]。用计算机来组建控制系统可以完成常规控制技术无法完成的

任务,到达常规控制技术无法到达的性能指标。典型的计算机控制系统一般有

监控系统和过程对象两大局部组成。监控系统包括硬件和软件两局部,其硬件

由主机、外部设备、通讯设备等组成;软件则分为系统软件和应用软件两局部。

除工业控制机外,监控系统中还有过程输人/输出设备、参数测量变送器件、执

行机构等装置。过程对象通常指的是被监测的对象[2-4]。

计算机控制系统的形式与它所控制的对象的复杂程度密切相关,不同的被

控对象和不同的被控要求,应选择不同的控制系统。计算机控制系统大致可以

分为以下几种典型的形式:〔l〕操作指导型控制系统。〔2〕直接数字控制系统

〔DireetDigitalControl,简称DDC〕。〔3〕监视控制系统〔S、

JpervisoryputerControl简称SCC〕。〔4〕集散控制系统

〔Distributedeontrolsystem简称DCS〕。〔5〕现场总线控制系统

〔FieldbusControlSystem简称FCSy[5]。计算机实时控制系统的组成框图如图

1。它与被控对象的联系和部件间的联系通常有两种方式:有线方式、无线方式。

控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程到达*种要求,也可以是到达*种

最优化目标。

图1计算机实时控制系统的组成框图

二、计算机实时控制系统的工作原理

计算机实时控制系统包括硬件组成和软件组成。在计算机控制系统中,需

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有专门的数字-模拟转换设备和模拟-数字转换设备。由于过程控制一般都是实

时控制,有时对计算机速度的要求不高,但要求可靠性高、响应及时。计算机

实时控制系统的工作原理可归纳为以下三个过程[6]:

〔一〕实时数据采集对被控量的瞬时值进展检测,并输入给计算机。

〔二〕实时决策对采集到的表征被控参数的状态量进展分析,并按已定的控制规律,

决定下一步的控制过程。

〔三〕实时控制根据决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。

这三个过程不断重复,使整个系统按照一定的品质指标进展工作,并

对被控量和设备本身的异常现象及时作出处理。

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