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计算机控制系统采用的技术和发展趋势(一)
发布时间:2024-11-05

计算机控制系统是测量技术、计算机技术、通信技术和控制理论的结合。由于计算机具有大量存储信息的能力、强大的逻辑判断能力及其快速运算的能力,使计算机控制能够解决常规控制所不能解决的难题,能够达到常规控制达不到的优异的性能指标。计算机控制系统的发展与数字化、智能化、网络化为特征的信息技术发展密切相关,其发展前景是非常广阔的。


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基于可编程控制器(PLC)的计算机控制系统

可编程控制器(Programmable Logic Controller-简称PLC),是用于控制生产过程的新型自动控制装置。近年来,由于开发了具有智能I/O模块的PLC,它可以将顺序控制和过程控制结合起来,实现对生产过程的控制,并具有很高的可靠性。


由于可编程控制器把计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广等优点与继电器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来,而其本身又具有体积小、重量轻、耗电省等特点,因而在工业生产过程控制中得到了广泛的应用。


它可以代替传统的继电器完成开关量控制,如输入、输出、定量、计数等。不仅如此,高档的PLC还可以和上位机一起构成复杂的控制系统,完成对温度、压力、流量、液位、成份等各参数的自动检测和过程控制。


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采用新型的DCS和FCS

发展以现场总线(Fieldbus)和技术等先进网络通信技术为基础的DCS和FCS控制结构,采用先进的控制策略,向低成本综合自动化系统的方向发展,实现计算机集成制造/工程系统(CIMS/CIPS)。


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最优控制(Optimal Control)

在生产过程中,为了提高产品的质量和产量,节约原材料、降低成本,常会要求生产过程处于zuijia工作状况。最优控制就是恰当地选择控制规律,在控制系统的工作条件不变以及某些物理条件的限制下,使得系统的某种性能指标取得最大值或最小值,即获得zuihao的经济效益。


最优控制理论是50年代中期在空间技术的推动下开始形成和发展起来的 。苏联学者L.S.庞特里亚金1958年提出的极大值原理和美国学者R.贝尔曼1956年提出的动态规划,对最优控制理论的形成和发展起了重要的作用。线性系统在二次型性能指标下的最优控制问题则是R.E.卡尔曼在60年代初提出和解决的。 


从数学上看,确定最优控制问题可以表述为:在运动方程和允许控制范围的约束下,对以控制函数和运动状态为变量的性能指标函数( 称为泛函 ) 求取极值( 极大值或极小值)。解决最优控制问题的主要方法有古典变分法(对泛函求极值的一种数学方法)、极大值原理和动态规划。最优控制已被应用于综合和设计最速控制系统、最省燃料控制系统、最小能耗控制系统和线性调节器等。


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