时间：2022-08-05 19:48:49
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇计算机控制技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
中图分类号：X924.4
0 引言
当前，计算机控制技术取得了快速的发展，在国民经济发展和人们日常生活中有着广泛的运用，不管是微型的控制设备，还是大型的控制系统，计算机控制技术都在其中发挥着重要的作用。今后随着科学技术的进步和人们研究的进一步深入，计算机控制技术将会进一步发展，其作用也将更加凸显。
1 计算机控制技术的产生与发展
计算机控制技术是由数字计算机对动态系统进行控制的技术，它是随着计算机技术的发展而出现的。在计算机的控制系统，数字计算机代替自动控制中的常规控制设备，对动态系统进行调节和控制，从而实现了计算机控制技术的根本变革。数字计算机功能强大，具有采集、传送、存贮、处理大量数据的能力，推动了自动控制的发展和变革，实现了以计算机为主要控制设备的新阶段。在计算机控制系统当中，其控制过程主要包括数据采集、数据处理、实时控制三个部分。系统对被控参数进行实时检测，输入计算机系统当中，并对其进行处理，同时按照已经设计的控制规律计算出控制量，并实时向控制器发出控制信号。计算机控制技术要求控制实现实时性和实效性，对于信号的输入、计算和输出，要求能够在一定时间内完成。并且信息处理这个过程是不断重复的，能够按照一定的指标完成工作。同时，对于被控参数和设备本身所出现的异常情况进行监测，并能够做出迅速处理，促使系统更好的工作，满足实际工作的需要。
2 计算机控制技术的类型
根据控制功能和控制目的不同，计算机控制技术可以分为以下几种类型。
（1）操作指导控制技术。该技术是指计算机的输出不直接控制被控对象，而是每隔一定时间，计算机进行一次数据采集，将系统的一些参数经过转化之后送入计算机，由计算机进行处理，然后报警、打印和显示。根据这些结果，操作人员去改变给定值或者直接操作执行机构。该技术简单，控制灵活，并且安全性高，不过往往需要人工操作，速度受到相应的限制。（2）直接数字控制技术。是工业生产中运用得较为普遍的模式，通过检测元件，计算机对一个或者多个系统参数进行巡回检测，通过输入通道，将检测数据送入到计算机，计算机根据规定的控制规律进行运算，然后发出控制信号控制执行机构，使系统的被控参数达到预定要求。在该控制技术当中，计算机参与闭环控制过程，具有强大的功能和良好的控制效果，能够取代模拟调节器，实现多回路的PID调节，并且操作简单，只需要通过改变程序就能够有效的实现复杂的控制，如前馈控制、非线性控制、自适应控制、最优控制等。（3）监督计算机控制技术。计算机按照描述生产过程的数学模型，计算出最佳给定值，然后送入模拟调节器，最后由模拟调节器控制生产过程，使得生产处于最佳状态，达到最佳的生产效果。（4）分级计算机控制技术。由若干的微处理器或者管理计算机分别承担部分任务，该技术将控制任务进行分解，采用多台计算机的形式，分别执行不同的任务，不仅能够实现控制，还能够实现管理，满足生产运行的实际需要。
3 计算机控制技术的特点
计算机控制技术由软件和硬件组成，在实际工作中发挥着重要作用。与一般控制技术相比而言，计算机控制技术具有以下显著特点。计算机控制技术中既有模拟信号，也有数字信号，在实际工作中，只需要修改相应的程序，就能够实现改变控制规律的目的。同时，计算机控制技术具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能，采用的离散控制方式。在实际工作中采用计算机控制技术，有利于实现控制与管理的一体化，显著提高工业企业的自动化程度，取得更好的生产效益。
4 计算机控制技术的应用
目前，计算机控制技术在国民经济发展和人们日常生活中已经得到了广泛的应用。不管是微型系统还是大型系统，都越来越离不开计算机控制技术，其作用和地位日益凸显。伴随着计算机技术的快速发展和微型计算机的日益普及，各种微型控制器逐渐出现，不仅性能优良，而且价格也低廉，适用范围也比较广泛，同时也促进了计算机控制器成本的降低，更好的推动了计算机控制技术的运用和发展。此外，通过各种软件编程，还能够实现复杂的、灵活的控制算法，使得计算机控制技术在工农业生产、交通运输、国防建设等众多领域得到了运用，并取得了良好的效果。随着控制理论的发展和计算机技术的进步，更为先进的计算机控制技术将会出现，其控制效果必将更为可靠，适用范围也必将更为广阔，将为国民经济发展做好发挥更大的作用。
5 结束语
近些年来，随着对计算机控制技术研究的深入和对国外先进成果的吸收和引进，我国计算机控制技术也取得了较快的发展，在国民经济发展中发挥着重要的作用。我国人力资源丰富，科技队伍不断发展和壮大，随着工业的发展和进步，计算机控制技术也有着更为广大的应用市场，今后应该加强这方面的研究，提高工艺水平，满足高精尖技术发展的需要，促进计算机控制技术在国民经济发展和人们日常生活中更好的发展作用。
参考文献
[1] 伍晓红.计算机控制技术的发展及应用[J].现代电子技术，1998（3），43-44.
关键词：互联网时代；计算机控制技术
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：
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[4]窦国栋.Dou Guo dong可编程控制技术在铁路现场的应用[J].上海铁道科技，2010（2）.
【关键词】计算机 控制技术 原理 特征 现状 趋势
一、计算机控制技术原理及特征分析
（一）计算机控制技术原理概述
所谓的自动控制，即通过控制装置使运作过程自动得按照要求运行。这里所说的“自动”，即在完全没有人参与的情况完成操作。计算机控制原理，简单来说就是以计算机为核心的，在生产过程中自动控制的系统。计算机控制系统同时包含了计算机和自动控制的特点，并且在此基础上，速度更快，精确度更高，存储量更大。可以说，用计算机来组建控制系统，同时在质和量上都会达到常规控制技术无法达到的性能指标。该技术的发展，从工业生产领域来说，改变了工业生产的方式，提高了效率，同时，对人们的生活方式也起到了不可忽视的作用。
典型的计算机控制系统分为监控系统和过程对象。计算机监控系统可分为软件和硬件两个部分。第一，软件系统。计算机能否正常运行，软件系统起到了决定性的作用。其中，软件系统中的应用软件的功能是确保了被控对象的正常运行。被控对象的特性变化决定着应用软件的的变化走向。为了加快软件的开发周期，提高软件的可靠性，应用软件的发展越来越标准化。第二，硬件系统。计算机控制系统的硬件可以分为主机、外部设备、生产过程输入输出通道、通讯设备、操作台等结构。主机由控制器、内存储器和运算器组成；外部设备可分为外存储器、输入设备与输出设备等等。所谓的过程对象，就是指被监测的对象。
计算机控制系统根据不同的被控对象以及被控要求，可分为以下几种形式：（1）数据采集系统，即计算机不直接参与，主要的功能就是采集和处理数据，分析变化趋势；（2）分级控制系统，是一种新型控制系统，以微处理器为基础；（3）直接数字控制系统。相别于与数据采集系统，直接数字控制系统中，计算机直接参与控制以实现控制算法的灵活转换；（4）现场总线控制系统。是一种在 DCS 系统的基础上发展而成的新一代分布式控制系统，该系统最大的特点是通信标准的统一；（5）监督计算机控制系统。
（二）计算机控制系统的特征分析
正如上文所言，具备计算机的精确性和自动控制的便捷性的计算机控制系统，具体可分为以下特点：
1、精度度高。之所以计算机控制系统的精确度高，是因为可以排除零点漂移、热噪声以及元件老化对精确度的控制，达到常规调节器难以达到的控制精确度；2、分时处理能力强。一台计算机可以控制多个控制回路；3、较强的分辨力和逻辑判断能力。计算机控制系统具有很强的智能性，它能判断出环境的变化，并且根据生产环境的变化，及时作出反应，制定出相对合理的对策；4、使用便捷灵活。计算机的硬件和软件相互合理配合，才能实现其功能，所以二者缺一不可，共同作用。如果配合合理的话，可以硬件没有变化的条件之下下，可以通过修改软件来实现控制方案和控制机的功能的改变。5、除此之外，计算机不只能实现控制功能，在生产环节中，还可以实现对生产过程的监控，从而更好地管理，例如生产计划调度，经济核算等都是计算机除控制功能之外的功能体现。
二、计算机控制技术的发展现状及存在问题
在近一百年里，科学技术取得了突飞猛进的发展，将人类带入到信息时代。尤其是第二次世界大战之后，伴随着计算机技术的诞生，科学技术再一次取得了长足的进步。与此同时，经典控制理论的出现也起到了推动作用。在此基础上，计算机与控制技术的融合促进了计算机控制技术的出现和发展，但是，发展的同时也同样存在不可避免的问题。
（一）计算机控制技术发展现状
计算机硬件的发展迄今为止已经经历了四个阶段，并且正大踏步向第五个阶段迈进。计算机的处理方式也经历了三个阶段，分别是批量处理阶段、分段处理阶段、分布式处理阶段。现如今，则是向稠密处理的第四阶段发展。不仅仅计算机在发展，控制论的发展也不容忽视，它先后经历了三个阶段：经典控制论、现代控制论、大系统理论并且很快就会进入下一个阶段。
计算机控制技术是计算机技术与控制理论融合的产物，随着计算机和控制理论的不断发展，其也逐渐开始在生产生活中广泛应用。首先，母庸置疑，计算机控制技术较大规模得实现了生产的现代化和自动化，规模不断扩大，速度不断加快，效率不断提高。第二，计算机控制技术的应用在一定程度上解放了劳动力，节约人力资源，这也实现了提高生产效率的目的。
（二） 计算机控制技术目前存在问题
我国的计算机控制技术目前处于发展阶段，实践与理论的融合还存在一些问题尚待解决，所以计算机控制技术还待进一步的发展和完善。
1、抗干扰的问题。干扰是当前计算机控制中难以避免的问题之一。干扰源有很多，各类传感器、连接不当等都可能导致干扰的问题出现。干扰侵入的方式有两种，第一种是沿各种路线侵入微机控制系统。第二种，如果控制系统的接地如果出现不合理，也会导致干扰出现。
2、硬件抗干扰问题。硬件抗干扰问题是不可忽视的。如果措施得当，硬件抗干扰措施可以极大地提高抗干扰效率。首先，要明确干扰的类型和来源，在此基础尚，抑制抗干扰的方法有抗电源干扰、过程通道抗干扰措施、抗空间电磁波干扰措施、抗干扰接地等。
3、软件抗干扰问题。与硬件抗干扰问题相对应的是软件抗干扰问题。第二道防线的软件抗干扰措施包括指令冗余和软件容错设计。当然，一个系统若有可靠的硬件作为基础，以各种各样的自诊断软件作后盾，就可以构成一个可靠的微机系统。
三、结语
随着科学技术的不断发展，计算机技术和控制理论的不断进步，也会对计算机控制技术提出更高的要求。同时，计算机控制系统的设计将在系统的质量、可靠性、实时性以及系统的长期有效性上考虑得更加周到，更加健全为工业生产带来更大的推动力，为人们的工作生活提供更多的便捷。
参考文献：
[1]王鼎尧.计算机控制技术发展现状与应用分析[J].山东工
业技术， 2015（18）.
[2]吴作勋.计算机控制技术的发展现状[J].福建农机，2005
（S1）.
关键词：计算机控制；理论教学；考核方式
作者简介：张立富（1971-），男，黑龙江哈尔滨人，黑龙江大学机电工程学院，副教授。（黑龙江 哈尔滨 150080）
基金项目：本文系黑龙江大学新世纪教育教学改革工程项目（项目编号：2011C112）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0148-02
“计算机控制技术”以控制技术、电力电子技术、计算机技术等为基础，综合运用了传感与检测技术、PLC技术、工程技术、电机测控技术、单片微控制器技术和网络构建技术，其核心是微电子控制技术，是实现生产技术的精密化、生产设备信息化及生产过程自动化的专门学科。[1]近年来，企业对计算机控制领域的应用人才需求很大，为了适应科学技术发展对高层次人才培养的需求，各高校都在积极寻求“计算机控制技术”课程教学改革的有效方法和手段，加强对学生创新能力与综合素质的培养。由于“计算机控制技术”课程的理论性和实践性都很强，因此，对理论教学和实践教学、考核方式进行探讨、研究和实践显得尤为重要。
一、“计算机控制技术”课程现状分析
在“计算机控制技术”教学实践中，存在的主要问题有：
1.理论学时数多，实践学时数少
目前，“理论课+实验”是被各高校所普遍采用的“计算机控制技术”传统教学模式，课堂教学往往占主导地位，实验教学起辅的作用。这就直接导致了学生学到和掌握的理论知识较多，但真正面对实际系统的时候仍然是一片茫然，而如果盲目减少理论学时数又会影响课程内容的系统性和完整性。
2.实验教学内容单调
当前，在大部分高等院校所开设的“计算机控制技术”实验中，通常是演示性的实验和验证性的实验居多，比如A/D转换实验、PID控制实验等，而开发性较强的综合性实验设置偏少。学生通常对于简单的验证性实验能够较好地掌握，效果也较好，而在进行独立的综合性系统开发时显得一片茫然，无法将学到的理论知识有效地转化为实际的动手能力。
3.考核方式不能客观地反映学生的能力
该课程传统的开卷考核方式和闭卷的考核方式都对课本的依赖程度较高，学生往往可借助死记硬背的方法就能获得较高的分数。而对于那些平时善于独立思考，具有创新意识，兴趣点在于解决实际问题的学生来说显然是不公平的，这是因为他们不喜欢死记硬背，取得的成绩自然也不是很理想。显而易见，这种单一靠一张试卷来评价学生的考核方式存在的弊端较大，更不能如实地反映一个学生的真实能力和水平。
二、“计算机控制技术”课程的理论教学和实践教学改革
1.进行理论教学改革，注重对学生创新能力和综合素质的培养
课程改革除了优化教学内容之外，教学方式、方法的改革也很重要。随着现代科技的不断发展和进步，单纯的继承型、守业型人才已经无法满足社会的需求，未来的人才应以能够独立思考、善于进取、有创造性思维为基本特征，并能够顺应新形势的发展、变化。[2]
（1）重视教学目的和要求。在教学过程中，教师应重点强调“计算机控制技术”课程的教学目的和要求，这就决定了在教学过程中基本概念、基本规律的讲授形式。在讲解计算方法时，除了培养学生的计算能力，还可以借助计算所得的结果使学生更好地理解和掌握基本概念或基本规律。
（2）采用多种教学方法，使学生成为学习的主体。由于计算机控制技术非常密切地与实际应用相联系，枯燥的概念比较多，因此授课教师所采用的教学方法是否合理必然会影响教学效果的好与坏。[3]笔者根据具体的教学目标、课程的特点、学生的知识基础和心理特征，以及其自身的特点，采用多样化的教学方法大大降低了“计算机控制技术”的教学难度，所讲授的内容也就更容易被学生所理解。
积极运用项目驱动教学法。该方法将“理论教学、学生自学和独立实践”有机结合在一起，以集教学和实训为一体的实训室为载体，以小组为单位，由实际问题入手，通过技能训练引出相关的知识和理论，给出明确的学习目的、学习内容和学习要求。学生通过自主学习找到解决问题的思路，最后通过独立动手实践进一步加深对于概念的理解和掌握，同时相关的技能也获得了提高。这种教学方法将理论知识的实用性放到首位，彻底打破了传统的先理论后实践的教学模式。
积极采用探究式教学法。在教师的指引下，让学生对当前教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究并辅之以小组合作交流或讨论，这种教学模式既可以提高学生的学习兴趣，培养创新思维和创新能力，还可以帮助学生更深入地理解和掌握所学内容。
该教学法能够取得成功的关键是要保障学生在学习过程中的主体地位，同时还需要有教师启发和引导，离开其中的任何一方，探究式教学模式都很难取得良好的效果。由此可见，“自主、探究、合作”是这种教学模式的基本特征。
（3）转变授课方式，培养学生独立学习和思考的能力。通过改变授课方式加大课堂信息量，在总学时无法增加的情况下适当减少理论课教学时数，增加实习实训教学时数，即做到：在课堂教学上抓住重点内容，尽量选择有代表性的方法和技术来讲解，给学生留出课后自学的空间。课堂教学内容从刚性化向柔性化转变，从单一化向多样化转变，从灌输式向启发式转变，鼓励学生自主学习，独立思考。
2.改革教学手段，增强教学效果
研究和改进教学手段也是提高教学质量的重要一环，在明确教学目的和内容之后，教学手段将直接影响学生对于知识的理解和掌握，对于能否高质量地完成教学任务和教学目的意义重大。本课程在教学过程中大胆采用高科技教学手段，尤其是多媒体辅助技术、3D动画制作技术和模拟仿真技术，突破了传统的“教材+粉笔+板书”教学模式。改革教学手段不但可以使晦涩难懂的教学内容变得更加直观形象，而且还可以节省教学资源，提高教学质量。
3.实践教学改革，培养浓厚的学习兴趣
（1）为培养学生的动手能力和创新意识，课题组以作业的形式安排了小型课程设计。如“锅炉温度计算机控制系统设计”、“直流电机闭环调速控制系统设计”、“产品装箱计算机控制系统设计”等与课程密切相关的内容，同时在设计任务和内容上要考虑到学生能力的个体差异，既要照顾到一般水平的同学，也要给少数优秀的学生发挥聪明才智的机会。通过这样目的性很强的实际设计会使学生得到不同程度的锻炼，如：方案的选择、硬件的构建、软件的开发等。巩固所学知识的同时，也为将来顺利完成毕业设计打下了良好的基础。
（2）除了在教学过程中增加课程设计这一教学环节之外，在教学改革的过程中，笔者还对实验室进行了完善，对原来的实验内容进行了优化，设置了综合性的设计实验与传统性的印证性实验，以期通过实践教学，达到培养学生应用所学的控制理论去解决实际问题、将实际遇到的问题抽象为理论问题的能力的目的。综合性实验与印证性实验的区别在于：只给出实验的目标和要求，详尽的实验步骤、实验电路图是没有的，学生可以根据个人的实际情况选择难易程度不同的实验并在实验之前完成预习报告，根据实验给出的性能要求，独自进行系统的设计、系统的搭建和调试，完成实验任务之后，要求学生写出实验报告及心得体会。通过采取这些措施，极大地调动了学生的学习主动性和积极性，有利于培养学生的实践能力和创新思维。
（3）加强实践环节，引入企业现场教学环节。加强实践教学环节，培养学生的创新能力和创新意识。由于本课程具有综合性与实践性强的特点，在教学过程中，笔者引入了企业现场教学环节来弥补传统教学模式的不足。企业现场教学的意义主要体现在：一方面，通过带领学生深入企业现场了解产品的研发过程，让学生对于所学知识的实际应用有个直观的认识和了解，切身感受所学课程的重要性，提高学生的学习兴趣；另一方面，通过在企业现场结合实际应用的讲授，可以引导学生做到学以致用，增强理论联系实际的能力；通过在企业的参观、学习还可以加深学生对企业的认识，了解企业对人才的需求，从而引导学生及时地调整自己的学业规划，为将来的就业做好准备。
（4）积极参加各种科技实践活动。机电工程学院所设置的专业分成机械和电气两个方向，属于纯工科性质，将来学生的就业领域以工程应用居多。因此，自学院建立以来一直非常重视鼓励学生积极组织或参加各种形式的科技活动，如：3D建模竞赛、大学生挑战杯比赛，同时还建立了大学生创新实验室，有对相关的科技创新活动提供研发平台；选择一些优秀的学生组建应用软件的学习团队，配备专业的教师为学生提供必要的学习指导，如：利用MATLAB软件进行控制系统的仿真研究；利用Protel软件进行电路板设计；利用SolidWorks或UG软件进行三维建模设计。在提高学生的计算机应用能力的同时，还进一步拓宽了将来的就业机会。[4]
三、改革考核方式，加大对动手能力的考核力度
尽管可以把对学生进行考核作为督促他们学习的有效手段，但绝不是最终的目的。传统的考核方式通常是凭借一张考试卷来评判学生学习效果，这种评价方式无法体现学生的综合能力，尤其是动手能力和创新能力，而更为科学的评价模式应该不仅能激发学生学习的热情，而且还能反映学生的综合实力。
最后的成绩除要考虑闭卷考试成绩之外，还应该引入平时的作业、测验、实验、课程设计等环节。笔者经过多次实践，总结出比较合理的权重分配为闭卷考试成绩占45% +平时成绩（含作业和测验）占20%+实验成绩占20%+课程设计成绩占15% 的模式。通过采取这种灵活多样的多环节考核方式，可更为有效地激励学生学习热情以及对实习实训的重视程度，使考核的结果也更加客观。
四、结论
“计算机控制技术”是电气工程及其自动化专业的重要课程，涉及科目种类繁多，具有专业性强、内容更新快等特点。课题组为有效提高学生的综合素质，根据课程特点从理论教学以及实践教学两个方面进行了研究与实践，并对考核方式进行了优化，获得了较好的教学效果。
参考文献：
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[2]陆锋，陈桂，林健.应用型本科院校《计算机控制技术》课程教学改革实践[J].创新教育，2011，（12）.
[3]周景报.关于计算机课程教学方法的探索[J].广西轻工业，2009，
关键词：职业教育；课程体系；工作导向
长期以来，很多学生、家长以及用工单位对计算机控制技术专业存在一定的误解，很容易将计算机控制技术专业和计算机类专业相混淆。根据我国普通高职高专专业目录划分，计算机控制技术专业属于制造大类下面自动化类专业的一个分支，而传统的计算机类专业属于电子信息大类下面计算机类专业。从计算机控制技术专业的人才培养目标来看，它主要培养从事计算机软硬件的安装、调试和维护，计算机控制设备和计算机控制系统的维修、安装、调试、技术服务和管理工作的高级技术应用型专门人才。因此二者无论从专业归属还是人才培养、社会服务方向都有很大不同。
一、现状与背景分析
高等职业教育的人才培养目标定位为培养高端技能型人才，这就决定了高职教育要与时俱进。高职教育简单地说就是就业教育，要有针对性地培养学生的就业能力，因此，高职院校的课程改革越来越突出学生能力的培养。基于工作过程导向的课程改革研究，也已成为目前职业教育研究的热点。
高职层次计算机控制技术专业属于自动化类，但是在专业课程设置上依然沿袭了本科传统的课程体系或是没有自身的专业特色，很容易与其他相近专业交叉混淆。主要体现在课程设置缺乏专业特色、课程间内容重迭、课程关联性不强、逻辑关系不清等问题；课程体系设置既不能充分体现本专业技术核心，也不符合学生的认知顺序与能力构建逻辑；在技能培养方面，仍然沿袭传统模式，滞后于时展。近年来，各职业院校在课程开发与建设方面进行了积极的探索、改革并取得很多成效，但基于工作过程导向的课程改革尚不完善。
二、课程改革
专业课程以工作过程为导向进行改革。工作过程是指完整的劳动进程，即产品生产过程中每项工作任务的完成情况。在完整的生产过程中，完成最终产品通常是由多个工作过程所组成的，因此工作成果始终是其所要达到的目标。
以工作过程为导向的课程与传统的学科体系课程相比，不同点在于学科体系课程的结构是学科知识，而工作过程导向课程的结构是具体的工作任务。结构不同决定了教学方法的不同：学科体系课程偏向理论知识传授，授课形式以课堂教学为主，理论与实践是分开安排的，实训项目也以验证为主，脱离了工程实践；而工作过程导向课程以生产过程中具体的工作任务为载体，以边做、边讲、边学的形式能将理论知识和实践训练有机地结合在一起，在实训场所训练学生完成工作任务的能力。
在课程改革实践过程中，将计算机控制技术专业核心课程“控制系统及控制装置”作为改革对象，基于工作过程的“控制系统及控制装置”课程教学改革，以计算机控制技术专业人才培养计划为依据，以培养职业能力为主线，从课程所面向的技术领域与职业岗位出发，分析典型工作任务，在此基础上设计学习情境，以工作过程为导向，采取任务驱动法开展教学工作，实现课程教学目标，这种课程开发模式对高职教育工科课程建设具有示范意义。
三、课程开发与建设
“控制系统及控制装置”是在检测传感技术、执行驱动技术之后开设的一门综合性控制系统课程。课程的核心任务是应用具有控制功能的自动化设备――控制装置构建控制系统，以实现相应的控制任务。
完整工作过程的三个阶段：
第一阶段：中级工培养阶段（初级技能掌握阶段），主要完成控制系统基础知识的讲授以及控制装置构建常规控制系统及相应工程实施方案。
第二阶段：高级工培养阶段（中级技能掌握阶段），主要完成计算机控制系统基础知识的讲授以及PLC及DCS控制装置构建单回路―串级控制系统及相应工程方案。
第三阶段：技师培养阶段（高级技能掌握阶段），主要完成DCS控制装置构建复杂控制系统方案，以及联锁保护系统、典型控制方案等。
通过“教―学―做”一体化教学模式，在每一个阶段实施过程中使学生掌握自动控制相关知识，熟悉控制系统典型控制方案、原理及特点，熟悉常规及智能控制装置功能、特性、操作与维护检修方法与技能，熟悉DCS控制装置的配置、安装、调试、运行操作、维护与检修，具备按工程项目要求完成控制系统组建、控制回路连接、设备与系统调试及投运操作，具有对智能仪表、DCS控制系统进行组态的能力，培养锻炼学生对控制装置及系统的运行管理、维护检测、故障分析与判断、处理的能力。
进行基于工作过程导向的“控制系统及控制装置”课程开发与建设，从课程所面向的技术领域与职业岗位出发，分析典型的工作任务，按照职业特有的工作过程设计学习情境，每一个学习情境都以任务为载体，都是一个完整的工作过程，学生通过逐个完成工作任务实现相关知识与技能的学习。
四、课程改革效果
计算机控制技术专业学生在课程学习中，经历控制系统安装、组态、调试到系统运行、维护等一系列与实际生产过程相一致的工作过程，掌握系统的安装调试、操作维护两大核心技能。学生的创新意识、分析和解决实际问题的能力得到提高，工程观念得到加强，工作敬业精神和团队合作精神得到强化，学生就业渠道得到拓宽。
参考文献：
关键词：工业自动化控制 计算机控制技术 应用路径
前言：
随着市场经济的发展，工业企业竞争愈加激烈，因此，要在保证质量的前提下，提高生产效率，成为工业领域面临的问题。工业自动化成为当前工业行业发展的趋势，计算机控制技术在这一领域中的作用突出，尤其是NC、PLC等先进技术在计算机控制系统中发挥关键性的作用，更加倾向于精密化和灵活化，凸显开放性的特点。
1 对工业自动化技术的概述
在工业生产领域，涉及石化、建材等诸多领域，在工业制造行业，自动化技术彰显综合性，更强调对计算机、电子设备以及相关理论的综合利用，在根本上实现对工业生产制造整个过程的动态化和智能化的监测。在这一过程中，能够实现对工业生产资料的有机配置，完善对工艺流程的优化，为决策者提供有力的支持，在根本上提高工业生产的生产能力和效率，降低成本支出，降低对环境的污染程度。在工业自动化技术中，主要包含三个组成部分，即硬件、软件以及系统技术三个组成部分。在硬件系统中，对于硬件系统，主要是各项设备和仪器等。系统技术主要是各种集成技术。软件是指软件系统，在工业自动化中主要包含管理、控制以及测量等软件类型。三个组成部分各自执行不同的职责，相互之间进行密切配合，实现对工业生产的自动化控制。在自动化技术的支持下，有利于增强员工的素质和企业的制造能力，实现对产业结构的有效优化。
2 对计算机控制技术的分析
计算机控制技术的核心是计算机技术，应用目的是实现对参数的有效控制和收集，依托计算机硬件，结合软件，达到对工业生产过程的自动化控制。也就是说，计算机控制系统是整个工业自动化控制系统的核心。对于计算机控制系统，主要是由软件控制算法、硬件以及上位机操控软件构成。在整个系统中，计算机突出的能力就是对数据的高速运算和处理能力，有助于对命令的操作和执行，利用对目标的控制，实现对工业生产自动化控制的目的。计算机控制需要相应的辅助构件。上位机操控软件的功能是实现人机的交互作用，进行数据的输入和输出处理，进行数据库建设，一旦发现异常，进行有效控制。信息交互过程中国，主要是借助有线和无线通信模式。也就是说，计算机控制系统能够实现对工业生产过程的控制，完成对操作目标的优化。
3 对计算机控制系统基本工作原理的介绍
对于计算机控制系统，主要的构成部分为硬件和软件系统，为了更好地实现计算机控制的功能，需要进行相关的数字和模拟转换设备。在现实的工业制控制中，主要的模式是进行实时控制，对控制的可靠性要求比较高，但是，没有针对速度进行指标性的要求，需要满足及时性即可。计算机控制系统对工业自动化控制的基本原理可以分为三个过程，首先，对相关数据进行全面采集。对控制对象的即时数字进行检测，收集相关的数据信息，而后将其迅速传输给工业自动化控制的计算机中心。其次，进行实时决策。借助计算机的软件，对收集的信息进行分析，结合控制规划，完成对下一阶段控制方案的制定。再次，对控制任务的执行和完成。在完成决策之后，将其传输给控制系统，对信号进行解说，分配任务，执行控制操作，完成自动化控制的任务。在实际操作和控制中，三个流程需要进行周而复始的循环，缺乏实际的要求，实现对异常的有效控制和处理。
4 对工业自动化控制中计算机控制技术应用的介绍
4.1 对数字控制的分析
数字控制是自动化的一种模式，主要是借助对符号和数字的编程，完成控制。这一功能的实现，需要借助计算机设备，经操作指令进行发送，使得设备在接受命令之后，依据设计进行程序的运行。数控中，软件是核心，影响较大，只有保证数字控制技术的先进性，才能保证设备具有较高的自动化运行水平。借助数字控制，也能够实现对故障的有效诊断和监控，在数据库的支持下，实现对系统的有效维护，提高系统运行的安全性与稳定性。
在本质上讲，控制器是计算机，专门为工业生产研发。其基础工作为数字运算，核心为编程存储器，主要工作方式的数字和模型的输入和输出，从而实现对工业生产和相关设备的自动化控制。在这一控制器运用在工业生产中之后，优势明显，操作简单，性价比较高，可靠性强，应用范围较广，便于维护和检修。
4.3 对分布式控制系统的分析
分布式控制在整个工业自动化控制系统中，属于中型系统类型，借助计算机技术，实现对生产过程中相关数据的收集、分析和处理，达到对生产的管控。其基础为计算机运行的速度的提升以及微型计算机的应用，提高技术的可靠性和科学性，与计算机的发展关系密切。
4.4 对计算机传感器的分析
对于工业自动化控制中的计算机控制技术，其主要依赖的是通信技术、软件技术以及传感设备，传感设备的作用十分突出。其主要特点是数字化、智能化、系统化和精密化，决定工业产品的质量。借助传感器，计算机实现控制作用，达到对数据的收集和整理，形成对设备运行状况的掌握，保证自动化孔系统设备运行的可靠性，提高工业生产的品质。
结束语：
综上，对于工业自动化控制，彰显复杂性，涉及大量设备和技术的应用，控制难度较高。计算机技术在工业自动化控制中，保证了强有力的技术支持，有利于降低企业成本，提高生产效率。因此，要强化计算机控制技术在工业自动化中的应用，不断完善，强化技术研发，使其能够更好地服务与工业化生产，促进工业发展的可持续性。
参考文献：
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[3]黄丽娜.计算机控制技术在工业自动化生产中的应用研究[J].电子技术与软件工程，2016，11：181
关键词 互联网 互联网时代 计算机控制技术 发展历程
中图分类号：TP3 文献标识码：A
0前言
互联网时代的来临，以不可逆转的趋向和进程改变着传统的社会工作和社会生活，使得人们不论在物质水平上还是在理念思维上进行着不自觉的创新，并在人类文明的页码上实现着越高频度的翻阅。计算机的控制技术在今天占据举足轻重的地位，并且在互联网科学结晶的辅助下，形成了高速率的发展历程。互联网的迅速发展，通过改变信息传播方式而改变了世界，同时对于计算机控制技术相关领域来说，也产生了翻天覆地的变化。
1计算机控制技术的理论概念
计算机的技术层面可谓是多种多样，单论起控制技术方面，就具有着科学史上的里程碑意义。计算机控制技术，究其理论概念而论，就是一计算机应用技术、电子技术以及自动控制技术等多种技术手段为科学基础，通过以计算机控制技术为核心，实现对工业生产技术的精密化运作的技术运用模式。在这种模式中主要具备用武之地的元素包括编程控制技术、计算机网络技术、单片机技术等各种媒介手段。也就是说，这种控制技术实质上就是针对计算机指导于生产中对生产设备的自动化控制的全部过程。这种控制技术主要通过计算机电子技术及其自动控制的能力和技术水平为重要的科学依托，辅之以编程控制与单片机技术的诸多手段来实现对生产精密化与信息自动化的高效率指导实践的理论结晶。同时结合逻辑控制、智能控制以及顺序控制的计算机控制技术可以提高生产的效率，同时保证生产质量和安全。
2计算机控制技术的发展历程
（1）从集中控制到集散控制的发展
计算机虽然和很多设备一样，代表着诞生时代生产力的最发达载体与最高端发明成就，然而一样也经历了一个漫长而又曲折的发展过程。计算机的控制技术在早期计算机问世不久的时候，主要的功能不过是在工作中实行集中控制，通过采集信号、运算处理、信息反馈并及时申报状态灯一列亟待完成的任务，形成自身的工作能力体系。这种工作性能的实现主要以IPC为主要载体，虽然在当时取得了巨大的飞跃成就，但如今随着控制系统复杂程度的日趋繁杂，传统的依赖IPC技术的工作流程已经难以满足业务量日益增加的工作效率的需求，这便需要计算机由集中控制实现朝向分散控制的及时转变。基于这种理论认识，DCS技术便应运而生，并逐渐取代了传统的IPC技术。这种技术就是以通讯为主要基地的中央神经系统，以扩展范围的广袤、安全性能的良好与工作效率的神速著称于科学研究与技术生产领域之内。由于这种技术的存在，直接衍生出分布式的控制系统的出现和推广。这种控制系统主要分为上位机和下位机两大结构，前者主要负责监视集体工作，后者的任务在于及时传递信息情报。
（2）从封闭系统到工业现场总线的发展
DCS技术在兼容性、开放性以及目的性等各种工作需求的支配下，不断被计算机控制技术体系赋予崭新的内容。虽然DCS技术较之传统技术而言，优势是十分显而易见的，然而如果能够更有效和更直接地引导于工业生产，就必须促进其网络协议的公开化和标准化，所以这就实现了封闭系统到开放性的工业现场总线格局的发展和飞跃。工业现场的总线控制系统通常被称为FCS技术，主要功能便是实现工作格局中点到总线的方针。按照总线的方式，整个控制系统均可以实现有条不紊地运行，各种设备的工作都是一个“总线单元”，工业现场化的技术生产便能够取代原来的封闭系统式的生产。相比于传统的DCS技术系统，FCS技术系统在很大程度上能够满足用户的更多要求，以其开放式的现场总线协议进行对现场工作的统筹驾驭和全面协调，最终实现成本的降低和工作效率的全面提高，并实现工作流程中各个细节之间的有机协调和紧密联系。
（3）从现场控制到企业自动化的发展
计算机的控制技术能够满足实用性的生产需求，这是互联网时代下普遍性的社会基础和技术价值，更是工业控制网络必须遵从的根本原则。只有及时有效地进行对信号加以传输，才能保障工作环节的稳定与完善。现场控制指的是在活动过程中对活动现场进行控制和管理的基本过程，按照标准实施以实现对活动规范进行的有效保障与全盘肯定。这种方略虽然在一定程度上也能实现自动化的控制，但是约束的因素仍旧是尾大不掉。所以企业自动化时代的来临便应运而生，这是现场控制技术不断优化和完善的必然结果。太网工业协议与技术的形成，使得企业技术自动化的应用功能有所大大提高，辅之以互联网的有效手段，使得控制技术呈现出更加实用与可靠的性能。
3结论
科学在发展，技术在进步，互联网时代的来临，产生出的直接影响便是计算机控制技术在短暂的历史岁月中，便经历过三个具有跨越性意义的发展历程和飞跃阶段，不断指导于工业生产，并在互联网技术体系的丰富过程中，不断赋予崭新的科学意义。
参考文献
[1] 苗青林.互联网时代的计算机控制技术[J].计算机光盘软件与应用，2013，1（02）：105-107.
关键词：小型非球面；数控抛光；计算机控制技术
随着经济的快速发展和科技的进步，光学元件在社会生产和建设中发挥着越来越重要的作用，利用计算机抛光控制技术对小型非球面数控抛光进行控制，生产出的小型非球面光学元件表面粗糙度很低，面形精度高，并且重复精度良好，计算机抛光控制技术能有效的提高小型非球面光学元件的生产效率，这企业生产中发挥着很高的作用。
1. 计算机控制抛光技术
小型非球面光学元件是光电传感器件的主要组成部分，对光电传感器的生产有十分重要的作用，一直以来，小型非球面的抛光是影响红外热成像光学技术发展的因素，传统的手工修带抛光技术生产周期比较长、生产效率低、重复精度很差，小型非球面光学元件批量成产效率低，严重的影响了企业的发展。计算机控制抛光技术可以将计算机的记忆性强、执行能力高等优点良好的发挥出来，计算机控制抛光技术是以定量的检测结果作为加工指导，极大的提高了小型非球面光学元件的重复精度和生产效率。
2. 计算机控制抛光的理论和方法
2.1 计算机控制非球面加工技术的理论
计算机控制非球面加工技术是利用计算机控制一个小于元件直径四分之一的小磨头，对小型非球面光学元件进行打磨、抛光，计算机控制抛光技术主要是控制磨头在光学元件表面的打磨、抛光时间和磨头与光学元件的压力，从而确定材料的去除量。用公式表示为：ΔZ（x，y）=kP（x，y）V（x，y），ΔZ（x，y）代表磨头和光学元件接触的某一点材料在单位时间内的去除量；k为光学元件在生成过程中的温度比例常数；P（x，y）代表磨头和光学元件接触的某一点的相对压力；V（x，y）代表磨头在光学元件某一点的移动速度；x、y代表磨头与光学元件接触点的坐标。
2.2 材料去除量的计算机模拟
当磨头在光学元件表面转动时，绕被加工工件的对称轴会产生一个摆动运动，从而保磨头用合适的压力和接触面积对光学元件进行加工，在加工过程中，抛光磨头的旋转轴、磨头始终和光学元件接触面中心点的切线保持垂直，光学元件随着加工台按一定的速度进行移动。当磨头工作函数中心与光学元件中心的距离大于磨头工作半径时，磨头和光学元件在同一周期内的接触区域为环带，当磨头工作函数中心与光学元件中心的距离小于磨头工作半径时，磨头和光学元件在同一周期内的接触区域为园带，此时磨头工作函数中心到光学元件中心的距离与磨头工作半径的和值为磨头的覆盖区域。
在加工过程中如果压力和其他加工工艺保持不变，则材料的去除量只受磨头在光学元件上移动速度的影响，所以只需要求得磨头在光学元件上的移动速度，就可以得出材料的去除量。根据公式， 可以计算出材料的去除量。其中R（r）表示磨头工作函数，r表示接触点到光学元件中心的距离，v表示磨头在光学元件的移动速度， 表示在加工中磨头对材料去除作用的角度， 表示磨头工作函数中心与光学元件中心的距离， 表示磨头旋转半径。当光学元件的旋转角度同磨头的旋转角度比为定值1/5， ＞ 时，磨头和光学元件在同一周期内的接触区域为环带，磨头的工作函数会随着 和 比的变化而变化；当光学元件的旋转角度同磨头的旋转角度比为定值1/5， ＜ 时，磨头和光学元件在同一周期内的接触区域为园带，此时磨头的工作函数会随着 的变化而变化。在实际生产中，由于存在一定的误差，因此要根据最接近磨头工作函数的曲线进行材料的去除量计算。
2.3 光学元件整个工作面去除量函数的计算模拟
通过对磨头工作函数进行优化，将磨头的驻留函数做成卷积，就可以得到光学元件整个工作面的去除量函数。当磨头工作函数在光学元件上的运行轨迹为螺旋线时，如果螺距比磨头工作函数的直径小，而光学元件的旋转速度大于磨头径向移动速度，磨头和光学元件的接触点在圆形磨头工作函数区域内的接触时间很短，因此可以近似的认为光学元件的中心和磨头工作中心相对称。去除量函数曲线容易受磨头工作函数中心与光学元件中心偏移度的影响，当磨头工作函数中心与光学元件中心偏移度大于磨头工作函数时，接触点在磨头工作函数区域内的运行轨迹为圆形，当磨头工作函数中心与光学元件中心偏移度小于磨头工作函数时，接触点在磨头工作函数区域内的运行轨迹为椭圆形，通过分析光学元件整个工作面的去除量函数曲线，可以发现元件的中间和边缘部分的去除量不够，因此，可以采用调整磨头驻留时间来进行补偿。
在实际生产中，小型非球面数控抛光是一个十分复杂的过程，数控抛光的影响因素很多，如抛光摸的运行方式、抛光元件的材料、光学元件的材料、几何尺寸、结构构造、磨头与光学元件的接触面积、压力的大小、抛光环境的温度、抛光材料的浓度等都会对抛光造成影响，因此，在实际生产过程中，要根据实际抛光的参数制作合理的材料去除量分布曲线，从而确定出光学元件的抛光材料去除量。
3. 结果
根据计算机控制抛光理论，对小型非球面数控抛光进行计算机模拟计算，得出的计算机模拟结果和理论计算结果很接近，并且抛光非球面元件的表面粗糙度很低，面形精度良好，重复精度高，计算机控制抛光技术能适用于小型非球面元件的批量生产，因此，利用计算机控制抛光技术能有效提高小型非球面光学元件的生产效率，促进企业的发展和建设。
4.参考文献
[1] 漆亚梅，李铁才，杜建军.小型非球面超精密数控车床的现状与研究[J].伺服控制，2010，（04）：63-68.
一、计算机控制系统的设计过程
计算机控制体系的软件和硬件的组织构造是根据它联系的设备不一样,有所改变的,他们的组织结构大致是一样地,可以涉及到系统设计,控制任务,软件设计等。
(一)系统方案设计
我们依据体系设计任务书进行总体方案设计,对体系的软件,硬件它们的构造再考察它的要求,推算出合适它的的系统,组成一个新的系统。再时间很紧张的时候可以拿现场的配件组合,再设计费用不到位的时候工作人员可以组织自己设计的模式,但是要注意化风好软件和硬件的价格及时间,控制体系结构它的概括微型的处理器、存储器、选择好接线口、传感器、硬件的设计与调试的基本内容。
(二)控制任务
我们要对超控设备进行调研,研究,了解工作程序是再体系设计1前应该做好的事,只有理解了它的要求,理解了它要接收的任务,涵盖体系的终极目标,数据流量还有准确度,现场的要求,时间的控制,我们要严格按照计划说明操控,实现整个系统操作。
(三)软件设计
计算机软件的设计要依据体系规划的总意见,确定体系下所要完成的各种功能及完成这些系统性能的推理和时差序关系,并用合理组成部件表格画出来。他们是根据体系组成表格不同的功能,分别规划出相应的控制体系所需要的软件。例如仿真的量输入和仿真量输出及数据处理还有互联和打字版处理格式等。每一种表格都可以单独进行实验调试,各种表格分别实验调试好以后,再按工作路线图推理和时间顺序关系将他们正确组合、互相连接、实验和调试。
(四)现场安装调试
首先要按设计计划合理组装装,对体系结构进行大体的演练和比较准确的演练,结合演练的结构数据重置体系的置和储存数据进行软硬件的调试,他们的构件组成都可以在演练数据下用对演练数据进行试研的办法同时进行,同时他们要进行统一的实验及推理,仿真物体是这个体系验证的最基本要求,而好的体系的数据调整实试要在现场进行。
(五)计算机的控制系统
计算机的操作控制体系的合成是有软硬两个部件合成的。而一个非常合理的计算机的操做控制体系应分好几个部分构成:作控制的物体及它的重要组成部件及图的外围装备和全自动的仪器和软件体系。
二、自动化生产线上应用与分析
工业机器手臂的自动化的冲压生产线运行循环路线可以简单概括为:上下料机构板材冲压。钢板物料的传送、线头板料清洗涂油、钢板板物料料位置校正、第一台压床冲压、下料机器手臂提取物料、压床再次冲压、依设计流程传到下一个工序、机器人收取物料并裁剪、把它输送到下一台压床、下一台机器人接着提取物料、把物料放到输送装置上,工人开始按规定型号堆积板材。用工业机器人的自动化的生产线,会更加符合现再经济发展的需求及技术方面的创新。机器人手自动的化生产线适用于现在大规模的生产的各个行业,也适合已有生产线实现全自动的业再次更新,工程机器人自动的生产线通过改变不同的软件,它可应用于很多车型生产,它的可控制性能很好,工业机器人体系组成包括上下料结构、清洗涂油机体系对各种型号的冲床兼上下料体系、物料输送体系。各个分体系连接间的电气化操控是按照统一操做控制和删减控制的原则,他们再不同附件的操控系统中,他们是应用了机械与构建操控的很有代表性的一个组成,他们每个级别都应用不一样的互联网工程和软硬件控制,以达到不同的设计效果实现自动化。各部分操控体系采用具有现场总线形式的PtC操控方法,他有独立操控和智能操控的特点。为确保控制体系正常运转,我们在车间总的线路全部采用西门子Proflbus总线及dj数字化的局域计算机网络的分布式包交换技术体系。每个监督控制结构的PiC之间及PiC与上一个机械间的联系全部采用了现代化的集成板的局域电脑互联网的分布式包交换技术,供监控体系相互联系时应用。冲床机的运动中枢应连接Ethetnet csrd与机器人的操控体系联网,操控体系与工业机器人的联系方式是通过Proflbus-DP的总路线连接的他们实现了信息的互换和连接。连接体系采用了HMI SIEMENS的触摸技术,在每一个可操控的部件上都放置一个显示屏,它应用了Proflbus 的数据连接。各个部件都安装了信息指示灯和紧急开关,屏幕可看到系统信息及显示错误出现在那里,与这个设备有联系的的 i\O 信号在HMi上显示,他们以红灯和黄灯区分。系统如果发现哪里有情况,将会鸣笛警报,显示屏上将会出现问题出现在那里,以便维修人员查找。这个体系还有演练数字场景的能力,在磨拟演练中,它的压力和转动速度可能会影响到生产还有可能会发生操作控制与机械运转不同步的可能,体系是通过机器人的离线程序控制的机器人的运行路线,来减少生产现场的实验休整周期。
关键词：计算机控制技术；实验教学；仿真
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0222-02
一、引言
随着计算机和自动化技术的飞速发展，融合了计算机技术和控制理论的计算机控制技术被广泛应用在各种工业生产过程、交通信息等诸多领域，在国内很多电子信息工程专业的教学培养计划中都增设了《计算机控制技术》作为主要专业课程，以培养和提高学生行业应用能力。
交通行业院校的电子信息工程专业主要培养具备交通信息领域电子技术和信息系统的基础知识，能从事各类交通信息领域电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发的应用性技术人才。结合交通类电子信息工程专业的特点，开展《计算机控制技术》课程实验教学方法的研究、探索和实践，对于提高本行业学生的实践能力是十分必要的。
二、课程特点
《计算机控制技术》课程针对不同被控对象和系统性能指标要求，学习数字控制器设计等重要应用性技术，实现对生产现场的计算机检测和控制过程。从教学目的、教学内容和教学手段而言，该门课程具有如下几个典型特点：①概念抽象，理论性强：计算机控制技术的发展日新月异，教学内容涉及诸如采样、数字控制器设计等各种概念，若仅仅只从课堂上理论学习，容易形成名词堆砌，教学流于空泛。②多学科交叉，系统性强：课程覆盖信号处理、硬件等多个学科领域，在构成一个完整计算机控制系统时又互有交叉，对理论性知识的全面性和系统性要求较高。③实验学时少，动手能力差：该门课程涵盖内容较多，实验学时不可避免地受到压缩，原有实验课程也大都以演示性为主，综合性和设计性实验所占比例很小，对于提高学生的实践动手能力所起的作用有限。
三、实验教学方法探讨和实践
针对计算机控制技术课程的上述特点，从培养和提高计算机控制系统设计和开发能力出发，对该课程实验教学环节进行了必要的理论探讨和教学实践。
1.实验教学原则修订。实验教学环节作为教学重要组成部分，力图通过一系列硬件和软件实验，使学生加深对课堂教学内容的理解和掌握，在实践中需要对实验教学原则和内容进行了调整。①是考虑到交通信息类电子信息工程专业学生的特点，在模电、数电、接口技术等前导课程中，已接触和积累了较多硬件知识，实验教学应侧重于交通信息领域的数字PID控制算法、最少拍控制算法等控制技术、软件实现方面。②是对于诸如采样过程、Z变换、控制系统指标等基础理论重复性环节，在实验环节中应该突出重点强调如何从交通信息领域内计算机控制技术角度上进行分析和理解，如对A/D环节讲授中，重点在于分析交通信息领域的计算机控制系统A／D器件、数学仿真模型等方面。③是要强调实验的应用过程性调试特点，控制学科的绝大多数理论知识背景都涉及较多的数学概念、理论和公式推导，如差分方程模型，稳定性判据等，对于交通信息类电子信息工程专业而言，实验教学环节应弱化数学公式推导过程，强调控制技术的应用过程性调试特点。
2.实验教学应用性层次设置。在计算机控制技术实验室，共配备了30套江苏启东计算机厂的DVCC-ZK2实验箱，辅以其他交通实验装置，在16个学时的实验内容安排上，把实验体系分为三个层次：验证性实验，综合性实验、设计性实验，减少验证性实验，增设了综合性实验和设计性实验，实验安排项目如表1所示。
表1 实验项目表
实验内容安排突出了综合性和设计性实验，验证性实验、综合性实验、设计性实验的比例为2：1：1。如电动小车调速控制综合性实验，通过对电动小车计算机控制系统的电动机速度控制、方向控制等综合性实验过程，可进一步实践测试交通工具的控制技术；交通控制系统建模和仿真设计性实验则针对一个磁悬浮系统，学生可通过数学建模、控制器设置等完成计算机控制系统的设计过程，很好地学习和体会一个计算机控制系统的设计全过程。
3.控制技术仿真方法。对于某个控制系统或算法而言，不同控制参数对于计算机控制系统作用是不一样的，手工绘制控制曲线，时间长而且不准确。随着各类仿真软件发展，带控制工具箱的Matlab仿真软件，可方便地完成复杂数学计算及图形绘制。
如在分析电动小车调速控制中的数字PID的控制作用时，对于典型PI控制系统结构，具体参数为：
T=0.1s，G0（s）=■，D（z）=■
进入MATLAB界面后，在命令窗口中键入“Simulink”，回车后打开名为Simulink Library Browser模块库浏览器，选择各环节模型，建立该控制系统的Simulink仿真模型如图1所示：
图1 Simulink仿真模型图
在分析控制算法表达式中比例系数KP、积分系数Ki各自不同作用时，借助于matlab软件仿真技术，可非常方便地做动态演示。当比例参数为Kp=1，积分参数Ki分别为0.05、0.15和0.35时，利用所建立的Simulink仿真模型，在计算机上得到的控制系统输出仿真曲线如图2所示。
图2 PI控制输出仿真曲线图
结合该仿真图形，可将讲解重点放在Ki参数变化、输出曲线差异和控制系统性能优劣上，将抽象的数字作用转化为实在的可视图像，可极大地加深学生对Ki参数等教学内容的理解，同时掌握利用计算机进行控制系统设计分析的方法。
4.教学效果分析。学生的实验学习效果采用实验报告分析、现场实验测试等多种形式结合的考核方式，通过对电子信息工程专业2009和2010年《计算机控制技术》课程实验考查结果分析，两年内各分数段的比例统计见图3。
图3 实验考核统计图
两年内共有2个年级共计152人参加考试，实验报告成绩所占比例为40％，现场测试实验成绩占50%，平时考勤占10％，实验及格人数122人，及格率为80.26％，实验成绩趋近于“中间高，两侧低，左右对称”为特点的正态分布，达到了预期的实验教学效果。
四、结束语
在《计算机控制技术》实验教学培养体系建设中，充分考虑了交通类和课程特点，开展了实验教学环节的内容与方法的研究，注重先进教学方法的合理运用，有效提高了学生的理论分析和动手实践能力，达到了实验教学培养目标要求。
参考文献：
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关键词：控制系统 发展 趋势
0 引言
计算机网络控制系统是在自动控制技术和计算机技术发展的基础上产生的。若将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控制系统。它用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。其中辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。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达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标[1]。
1 计算机网络控制系统的工作原理
计算机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。计算机控制系统的工作原理可归纳为以下三个过程：
1.1 实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
1.2 实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
1.3 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行工作，并对被控量和设备本身的异常现象及时作出处理[2]。
2 计算机网络控制系统面临的挑战
计算机控制系统虽然控制规律灵活多样，改动方便；控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制；能够实现数据统计和工况显示，控制效率高； 控制与管理一体化，进一步提高自动化程度。但是由于经典控制理论主要研究的对象是单变量常系数线性系统，它只适用于单输入单输出控制系统。系统的数学模型采用传递函数表示，系统的分析和综合方法主要是基于根轨迹法和频率法[3]。现代控制理论主要采用最优控制、系统辨识和最优估计、自适应控制等分析和设计方法。而系统分析的数学模型主要用状态空间描述。随着要研究的对象和系统越来越复杂，依赖于数学模型的传统控制理论难以解决复杂系统的控制问题：
2.1 不确定性的模型：传统控制是基于模型的控制，模型包括控制对象和干扰模型。传统控制通常认为模型是已知的或经过辨识可以得到的，对于不确定性的模型，传统控制难以满足要求。
2.2 高度非线性：在传统的控制理论中，对于具有高度非线性的控制对象，虽然也有一些非线性控制方法可供使用，但总的来说，目前非线性控制理论还很不成熟，有些方法又过于复杂，无法广泛应用。
2.3 复杂的任务要求：在传统的控制系统中，控制任务往往要求输出量为定值或者要求输出量跟随期望的运动轨迹，因此控制任务比较单一。但过于复杂的控制任务是传统的控制理论无能为力[4]。
3 计算机网络控制系统的应用
当今国家，要想在综合国力上取得优势地位，就必须在科学技术上取得优势，尤其要在高新技术产品的创新设计与开发能力上取得优势。在以信息技术为代表的高科技应用方面，要充分利用各种新兴技术、新型材料、新式能源，并结合市场需求，以实现世界的又一次“工业大革命”；在工业设计与工程设计的一致性方面，要充分协调好设计的功能和形式两个方面的关系，使两者逐步走向融合，最终实现以人为核心、人机一体化的智能集成设计体系。从工业设计的本身角度看，随着CAD、人工智能、多媒体、虚拟现实等技术的进一步发展，使得对设计过程必然有更深的认识，对设计思维的模拟必将达到新的境界。从整个产品设计与制造的发展趋势看，并行设计、协同设计、智能设计、虚拟设计、敏捷设计、全生命周期设计等设计方法代表了现代产品设计模式的发展方向。随着技术的进一步发展，产品设计模式在信息化的基础上，必然朝着数字化、集成化、网络化、智能化的方向发展[5]。
4 计算机网络控制系统的发展趋势
4.1 推广应用成熟的先进技术 普及应用可编程序控制器(PLC)是一种专为工业环境应用而设计的微机系统。它用可编程序的存储器来存储用户的指令，通过数字或模拟的输入输出完成确定的逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能。近年来PLC几乎都采用微处理器作为主控制器，且采用大规模集成电路作为存储器及I/O接口，因而其可靠性、功能、价格、体积等都比较成熟和完美。由于智能的I/O模块的成功开发，使PLC除了具有逻辑运算、逻辑判断等功能外，还具有数据处理、故障自诊断、PID运算及网络等功能，从而大大地扩大了PLC的应用范围[6]。
4.2 采用集散网络控制系统 集散控制系统是以微机为核心，把微机、工业控制计算机、数据通信系统、显示操作装置、输入/输出通道、模拟仪表等有机地结合起来的一种计算机控制系统，它为生产的综合自动化创造了条件。若采用先进的控制策略，会使自动化系统向低成本、综合化、高可靠性的方向发展，实现计算机集成制造系统
4.3 研究和发展智能网络控制系统 智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的过程，是用机器模拟人类智能的一个重要领域。智能控制包括学习控制系统、分级递阶智能控制系统、专家系统、模糊控制系统和神经网络控制系统等。应用智能控制技术和自动控制理论来实现的先进的计算机控制系统，将有力地推动科学技术进步，并提高工业生产系统的自动化水平。计算机技术的发展加快了智能控制方法的研究。智能控制方法较深浅层次上模拟人类大脑的思维判断过程，通过模拟人类思维判断的各种算法实现控制。计算机控制系统的优势、应用特色及发展前景将随着智能控制系统的发展而发展。
4.4 研究和发展计算机网络控制技术 计算机网络技术的发展，正引发着控制技术的深刻变革，以及与之相应的新的控制理论的产生。控制系统结构的网络化、控制系统体系的开放性、控制技术与控制方式的智能化，是当前控制技术发展与创新的方向与主要潮流。网络技术不仅是实现管理层的数据通讯与共享，它应用于控制现场的设备层，并将控制与管理综合化、一体化[7]。Internet 不仅用于传统的信息浏览、查询、，还可通过Internet 跨国跨地区直接对现场设备进行远程监测与控制。因而现代的自动化系统可通过网络构成信息与控制综合网络系统。现场控制网络将现场控制设备通过网络连接起灭，构成分布式控制系统。通过Internet实现远端计算机对现场控制设备的远程监测与控制。四级网络就构成现代自动化领域控制网络系统的基本结构。计算机网络对生产方式的创新，网上控制，通过网络进行控制。
5 结语
计算机控制技术正向智能化、网络化和集成化的方向发展。大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。前景也越来越美好并占有更加重要的地位。
参考文献：
[1]于海生.微型计算机控制技术[M].清华大学出版社.1999.
[2]何克忠主编.计算机控制系统[M].清华大学出版社.1998.
[3]
Karl Johan.
Wittenmark.Computer-Controlled Systems (3rd ed.).Prentice Hall.1997.
[4]潘新民，玉燕芳.微型计算机控制技术实用教程[M].电子工业出版社 2003年5月.
[5]李锡雄，陈婉儿.微型计算机控制技术[M].科学出版社.
关键词：微型计算机；生产过程；炉温控制
近年来利用计算机来实现生产过程自动控制的系统已经逐渐占据了自动控制技术的主导地位，并且为自动控制技术的发展和应用开辟了广阔的新天地。计算机技术自20世纪50年代以来完成了从开创时期到微型计算机时期的蜕变，而其控制理论也在不断的完善，从基本的香农采样定理到模糊智能控制。随着科学技术的不断进步，计算机控制技术在系统中的应用也越来越广泛，而计算机控制系统终会实现网络化、扁平化、智能化和综合化。
一、微型计算机控制系统概述
1、计算机控制系统的定义及组成
计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工控机）来实现生产过程自动控制的系统。其主要由计算机和生产过程两大部分组成，其中可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等都可作为控制器，而其生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
2、计算机控制系统的工作原理
由图中可以看出控制器输出的数字信号经过D/A转换器输入到执行机构，执行机构作用在被控对象上来改变其被控变量，而被控量经测量变送及A/D转换器后可将模拟的被控量信号变换成数字信号反馈给控制器，再由给定的算法来确定控制器的输出值。这样就会形成了一个闭合的回路，可以通过自身的调节来实现工业过程的自动控制。
计算机控制系统原理图
三、微型计算机控制系统实例-炉温控制
下面以炉温控制系统为例，来设计一简单的微型计算机控制系统。
1、硬件设计
下图是炉温控制硬件系统控制总体结构图：
这里主要采用无源的I/V变换电路，通过无源器件电阻来实现电流到电压的转换，并且加上电容来滤波和二极管来起到输出限幅等保护措施。多路转换开关是用来切换模拟电压信号的关键元件，利用多路开关可将各个输入信号依次地或随机地连接到信号放大电路上。常用的多路开关有CD4051、A/D7501、LF13508等。而A/D转换器可采用ADC0809，它是一种8位的A/D转换器，可以和单片机直接接口。它由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。
其工作原理为：经温度传感器检测到被控对象的温度变量，由多路转换开关完成信号的采样、保持、滤波，再经信号放大电路放大信号，再由I/V变换单元，将电流信号转换为电压信号，送到A/D转换器中，其输出信号送到微处理器中，处理器根据反馈的温度信号与给定的温度进行比较，通过输出通道，使输出接近理想的输出值。
2、软件设计
按照模块化设计思想，软件程序设计中包含多个子程序，主要包括：初始化子程序、温度采集子程序、控制算法子程序、中断服务子程序等，其中控制算法子程序可以采用PID控制算法、Smith预估算法、达林算法等。
三、结语
本文详细的介绍了微型计算机控制系统的组成及其设计，了解了组成计算机控制系统的各个模块，并阐述了他们的原理与作用。最后，为了更好的加深理解，列举了炉温控制系统，实验结果表明，该系统能很好的控制炉温，使输出实时的跟随输入，温度偏差小。
参考文献：
