计算机控制系统的传统含义-电脑自学网

计算机控制系统的传统含义

计算机控制系统的传统含义就是采用计算机来实现的控制系统,即利用计算机的运算、逻辑判断和记忆等功能,取代开环控制系统中的控制器或闭环控制系统中的控制器和比较环节的自动控制系统。计算机控制系统的现代含义内容非常丰富,它是现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能的深度融合与集成,通过感知、人机交互、决策、执行和反馈,实现对被控对象的智能控制。其中的传感器、感应器可以是智能装置,这些智能装置可以嵌入到各种被控对象和环境,通过有线或无线网络加以连接,形成物联网。

与前述的开环控制、闭环控制对应,计算机控制系统也有开环控制和闭环控制之分,但绝大部分采用闭环控制。图中给出了计算机控制系统开环控制结构与闭环控制结构的两种系统框图。

1.“实时”

计算机控制系统中的“实时”是指信号的输入、分析与处理、输出控制都要在一定的时间范围内完成。这就要求计算机能快速完成信号的采样与处理,并在一定时间内做出反应或实施控制。实时的概念与被控过程密切相关。例如,一个高炉炼钢的炉温控制系统,在秒级时间内做出反应就被认为是实时的;而一个导弹跟踪控制系统,当目标状态发生改变时,需在毫秒级甚至更短时间内做出反应才被认为是实时的。

2.“离线”与“在线”方式

“离线”方式也称“脱机”方式,是指计算机不直接控制生产过程设备,通过中间记录介

质,依靠人工进行联系并进行相应操作的方式。“离线”方式不能对被控系统进行实时控制。

“在线”方式也称“联机”方式,是指计算机依据输入/输出要求做出决策并直接控制生

产过程设备的方式。一个在线系统不一定是实时系统,但一个实时系统必定是在线系统。

3.控制过程

这里谈到的控制过程是针对实时闭环计算机控制系统的。按顺序不断重复以下 3 个过程,使整个系统能够按照一定的动态品质指标进行工作,并对被控参数和设备本身出现的异常状态实时监督且实时做出处理。

1)实时数据采集:对被控参数的瞬时值进行检测并输入。

2)实时控制决策:对采集到的表征被控参数的状态量进行分析和处理,并根据已定的控制规律,决定将要采取的控制行为。

3)实时控制输出:在系统规定的时间间隔内,根据决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成预定的控制任务。

4.计算机的作用

1)信息处理:计算机能完成复杂控制系统中输入信号、反馈信号和偏差信号的信息处理任务。

2)系统校正:计算机程序能实现对控制系统的校正以保证系统具有所要求的动态特性。

3)智能控制与计算:计算机具有快速完成复杂的工程计算的能力,可以实现对系统的最优控制、自适应控制等高级控制功能以及多功能计算调节。

4)信息交互:发送与接收信息的过程称为信息交互。信息交互是网络化、智能化控制系统必不可少的环节。

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