淺談?dòng)?jì)算機(jī)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用

摘 要

伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的自動(dòng)性功能越來越強(qiáng)大，目前，計(jì)算機(jī)在我國(guó)的眾多領(lǐng)域都發(fā)揮著無可替代的重要作用，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供一定的動(dòng)力，更是為人們的便捷生活提供必要的技術(shù)保障，因此，做好計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能升級(jí)與完善對(duì)于人們生活水平的提升與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都具有不可忽視的重要作用，越來越多的科研人員開始投入到相關(guān)的科學(xué)研究中，本文也主要針對(duì)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理以及應(yīng)用類型等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，希望能為我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的提升具有一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 自動(dòng)控制 應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)在我國(guó)的農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域都有著極其廣泛的應(yīng)用，其不僅與我國(guó)的航空領(lǐng)域有著極其緊密的聯(lián)系，在一般工業(yè)領(lǐng)域也具有不可忽視的重要作用，計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制能夠有效降低生產(chǎn)的成本以及人力資源的浪費(fèi)，對(duì)于施工質(zhì)量的提升以及施工安全性的保證都具有極其重要的作用，與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的處理功能與存儲(chǔ)功能能夠有效解決施工過程中的相關(guān)難題。

1 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制原理

1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)

自動(dòng)控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制功能的應(yīng)用基礎(chǔ)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用初期，它主要是以反饋理論作為主要的運(yùn)作原理，例如二戰(zhàn)時(shí)期的飛機(jī)設(shè)計(jì)與導(dǎo)彈設(shè)計(jì)都應(yīng)用了較多的自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用原理主要包括兩大方面，一方面，為了達(dá)到各項(xiàng)高難度的技術(shù)性能，技術(shù)人員需要將系統(tǒng)的控制目標(biāo)與系統(tǒng)進(jìn)行一定的連接，使之成為一個(gè)聯(lián)合的整體；另一方面，在系統(tǒng)的運(yùn)行工程中，被控制的目標(biāo)的輸出量需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，必須保證目標(biāo)的相關(guān)物理量需要控制在一定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，例如溫度、壓力以及路線等，而控制系統(tǒng)則需要通過不同的方法與手段對(duì)控制目標(biāo)進(jìn)行有效的控制，因此，自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)而言之就是一種以反饋控制原理為基礎(chǔ)的應(yīng)用系統(tǒng)。

1.2 反饋控制系統(tǒng)

反饋控制系統(tǒng)主要是通過控制系統(tǒng)對(duì)被控制目標(biāo)實(shí)施一定的作用力，反饋控制原理即通過被控制目標(biāo)反饋的相關(guān)信息對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行不斷的調(diào)整與完善，不斷減小控制目標(biāo)與系統(tǒng)之間的偏差，以達(dá)到最佳的控制效果。在二戰(zhàn)之后，自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能就在不斷地完善，而反饋控制原理更是發(fā)展為以反饋模型為標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過反饋模型的基本公式輸入一定的反饋值，通過相關(guān)的計(jì)算，反饋出最終的數(shù)值，然后系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)數(shù)值進(jìn)行必要的調(diào)整與完善。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)主要適用于對(duì)于分散在各處的被控制目標(biāo)的有效控制，這是新一代的分布式的控制系統(tǒng)，改善了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的應(yīng)用成本高、產(chǎn)品配置標(biāo)準(zhǔn)不一以及產(chǎn)品互聯(lián)度低等不足，近些年來，伴隨著現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化與數(shù)字化的發(fā)展，我國(guó)對(duì)該系統(tǒng)的通信信號(hào)進(jìn)行了必要的統(tǒng)一，該系統(tǒng)主要是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)設(shè)備連接技術(shù)的應(yīng)用原理，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備間的數(shù)字化、智能化、多向化的轉(zhuǎn)變。

2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用類型

2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制功能主要負(fù)責(zé)搜集需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的篩選、統(tǒng)計(jì)與處理，但是系統(tǒng)并不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直接的控制，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于生產(chǎn)工程中對(duì)于生產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的控制與檢測(cè)，對(duì)于超過標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行一定的記錄與顯示，并對(duì)生產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的分析與統(tǒng)計(jì)，為管理的人員的管理工作提供相關(guān)的參考與借鑒。

2.2 監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要是通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型對(duì)生產(chǎn)車間的相關(guān)狀況進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)記錄與統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行后臺(tái)的分析與計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)情況的最佳反饋，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至直接數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要職能有兩大方面，分別為管理與控制，因此，該系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)備需要具有數(shù)據(jù)處理性能強(qiáng)大、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量較大、后臺(tái)處理功能較好等要求，因此，該系統(tǒng)一般主要應(yīng)用于較高檔的計(jì)算機(jī)設(shè)備。

2.3 直接數(shù)字控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)公式進(jìn)行計(jì)算，然后輸出相關(guān)的最佳設(shè)定值給被控制目標(biāo)，則被控制目標(biāo)的相關(guān)行動(dòng)與變量就需要符合控制系統(tǒng)的相關(guān)要求與設(shè)定。在該系統(tǒng)的運(yùn)作中，相關(guān)的輸入量需要進(jìn)行一定的數(shù)字化，才能被系統(tǒng)所接受，同樣，該系統(tǒng)的輸出量也必須是數(shù)字，所以，輸出量也需要進(jìn)行必要的數(shù)模轉(zhuǎn)化，因此，這要求相關(guān)的應(yīng)用設(shè)備應(yīng)該具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，與此同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)還需要對(duì)被控目標(biāo)進(jìn)行直接的控制，因此，這對(duì)計(jì)算機(jī)的相關(guān)性能、處理能力以及可靠性都具有較高的要求。

2.4 分級(jí)控制系統(tǒng)

分級(jí)控制系統(tǒng)即為平時(shí)所說的集散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由三級(jí)構(gòu)成，分別是遠(yuǎn)程控制部分、過程監(jiān)控部分以及必要的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)使用了最新的 4C技術(shù)，同時(shí)融合了計(jì)算機(jī)、通信、控制以及顯示等功能，該技術(shù)主要是通過對(duì)分散在各處的被控制目標(biāo)進(jìn)行一定的分級(jí)管理，然后進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)搜集與統(tǒng)一操作處理，該系統(tǒng)具有一定的操作靈活性，同時(shí)數(shù)據(jù)處理與搜集較為方便，組合也較為簡(jiǎn)單。

3 結(jié)論

伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的高速進(jìn)步與提升，計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制功能已經(jīng)在我國(guó)的各大領(lǐng)域都得到了十分廣泛的應(yīng)用，因此，本文主要針對(duì)當(dāng)下計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制功能的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)其相關(guān)的應(yīng)用原理進(jìn)行一定的分析，例如自動(dòng)控制系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)等，并對(duì)自動(dòng)控制在眾多領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，例如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等四大應(yīng)用，總之，希望我國(guó)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)步能為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供一定的保障。

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作者簡(jiǎn)介

余凈（1971-），女，浙江省杭州市人。大學(xué)專科學(xué)歷。現(xiàn)供職于空空導(dǎo)彈研究院。研究方向?yàn)閷?dǎo)航，慣性測(cè)試。

作者單位

空空導(dǎo)彈研究院 河南省洛陽(yáng)市 471009