計算機控製係統設計分析
探索與觀察
作者：邱建朋
【摘要】隨著科學技術的發展，人們越來越多的用計算機來實現控製。近年來，計算機技術、自動控製技術、檢測與傳感器技術、CRT顯示技術、通信與網絡技術和微電子技術的高速發展，給計算機控製技術帶來了巨大的發展。然而，設計一個性能好的計算機控製係統是非常重要的。計算機控製係統主要由硬件和軟件兩大部分組成，一個完整的控製係統還需要考慮係統的抗幹擾性能，係統的抗幹擾性能力是關係到整個係統可靠運行的關鍵。
【關鍵詞】計算機；控製係統；設計
計算機控製係統是在自動控製技術和計算機技術發展的基礎上產生的。若將自動控製係統中的控製器的功能用計算機來實現，就組成了典型的計算機控製係統。它用計算機參與控製並借助一些輔助部件與被控對象相聯係，以獲得一定控製目的而構成的係統。其中輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測裝置和執行裝置等。它與被控對象的聯係和部件間的聯係通常有兩種方式：有線方式、無線方式。控製目的可以是使被控對象的狀態或運動過程達到某種要求，也可以是達到某種最優化目標。
一、計算機控製技術的概述
1.計算機控製的概念
（1）開環控製係統
若係統的輸出量對係統的控製作用沒有影響，則稱該係統為開環控製係統。在開環控製係統中，既不需要對係統的輸出量進行測量，也不需要將它反饋到輸入端與輸入量進行比較。
（2）閉環控製係統
凡是係統的輸出信號對控製作用能有直接影響的係統都叫作閉環控製係統，即閉環係統是一個反饋係統。閉環控製係統中係統的穩定性是一個重要問題。
2.計算機控製係統
采用計算機進行控製的係統稱為計算機控製係統，也稱它為數字控製係統。若不考慮量化問題，計算機控製係統即為采樣係統。進一步，若將連續的控製對象和保持器一起離散化，那麼采樣控製係統即為離散控製係統。所以采樣和離散係統理論是研究計算機控製係統的理論基礎。
3.計算機控製係統的控製過程
（1）實時數據采集：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）實時控製決策：對采集到的被控量進行數據分析和處理，並按已定的控製規律決定進一步的的控製過程。
（3）實時控製：根據控製決策，適時地對執行機構發出控製信號，完成控製任務。
4.計算機控製係統的特點
（1）結構上。計算機控製係統中除測量裝置、執行機構等常用的模擬部件之外，其執行控製功能的核心部件是數字計算機，所以計算機控製係統是模擬和數字部件的混合係統。
（2）計算機控製係統中除仍有連續模擬信號之外，還有離散模擬、離散數字等多種信號形式。
（3）由於計算機控製係統中除了包含連續信號外，還包含有數字信號，從而使計算機控製係統與連續控製係統在本質上有許多不同，需采用專門的理論來分析和設計。
（4）計算機控製係統中，修改一個控製規律，隻需修改軟件，便於實現複雜的控製規律和對控製方案進行在線修改，使係統具有很大靈活性和適應性。
（5）計算機控製係統中，由於計算機具有高速的運算能力，一個控製器（控製計算機）經常可以采用分時控製的方式而同時控製多個回路。