計算機控制

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　　計算機控制是指利用計算機來實現自動控制的功能。由此構成的自動控制系統，叫做計算機控制系統。計算機控制的應用范圍很廣�？刂茖ο髲男〉酱螅瑥暮唵蔚綇碗s，都可以由計算機參與控制。電子計算機可以控制單臺機或一個簡單生產過程(如爐溫、軋鋼機等)，也可以控制和管理某個車間，甚至整個工廠都可交由大型計算機控制而成為所謂的“無人工廠”。計算機控制可以是簡單的反饋控制，也可以是復雜的多變量控制、最優(yōu)控制、自適應控制乃至具有人類智慧的“智能控制’。

　　計算機控制系統的基本組成一般包括控制對象、硬件和軟件三大部分。

　　計算機控制系統的發(fā)展，是和電子計算機本身的發(fā)展密切相關的。電子計算機自1946年問世以來，發(fā)展極為迅速，大致是十年左右更新換代一次。特別是大規(guī)模集成電路技術的突破，使計算機的性能價格比顯著提高，極大地推動了電子計算機在各行各業(yè)中的應用。

　　然而，與科學計算、氣象預報和數據處理等應用相比，計算機在控制領域的應用起步相對較晚，早期應用進展也比較慢。造成這種現象的主要原因，不是因為計算機不適合控制應用，也不是由于理論方面準備不足，而是因為早期計算機的可靠性不高等原因。顯然，計算機用于生產過程控制，對可靠性的要求是比較嚴格的。

　　本世紀50年代中期，計算機開始用于工業(yè)控制。但總的來說，這階段為數不多的計算機控制系統，控制規(guī)律比較簡單，如對原有人工控制系統提供操作指導，或對原有系統提高最佳設置(系統輸入)。計算機大量的時間主要用于其他非控制作業(yè)，如制訂生產規(guī)劃，打印生產報表等。另外，由于早期的計算機價格昂貴，為了充分利用，總是將各種不同的任務羅織在一起，這就在原本可靠性不高的基礎上，又增加了因組織復雜造成的新的可靠性問題。由于這諸多原因，所以早期計算機控制技術進展緩慢。

　　盡管如此，也有一些比較成功的例子。如1959年美國的波特阿瑟(PortArther)煉油廠就采用了計算機控制系統，總共控制26個流量、72個溫度值、3個壓力和3種化學成分。控制系統的基本功能是使反應器的壓力最小，確定5個反應器供料的最優(yōu)分配、最佳的熱流量循環(huán)。計算機除主要用于尋找系統最佳運行條件外，還要完成原料調度、生產計劃、報告產量和能源消耗等任務。這個系統的成功，使計算機找到了新的應用領域，使工業(yè)界看到了一種提高自動化的新工具。

　　計算機直接參與生產過程的另一個成功實例發(fā)生在英國。1962年，英國帝國化學工業(yè)公司(ICI)用一臺名為費倫蒂.阿格斯(FerrentiArgus)的計算機直接測量224個控制量和控制129個閥門，在保持原有功能的條件下取代了原系統中所有的模擬儀表裝置，這就是我們說的直接數字控制(DDC)系統。DDC系統顯示出的巨大優(yōu)越性，使它在1963～1965年間獲得了長足進步。

　　1972年以后，由于微型計算機的出現和發(fā)展，計算機價格大幅度下降，計算機控制技術真正得到了迅速發(fā)展。計算機控制不僅在過程控制中的應用日漸成熟，而且在機電控制、機械加工、航天技術和各種軍事裝備中也得到廣泛應用，例如通訊衛(wèi)星的姿態(tài)控制、衛(wèi)星跟蹤天線的方位角控制、飛機自動駕駛儀、計算機數控機床、電氣傳動裝置的計算機控制等。在許多精度要求極高的領域，如工業(yè)機器人、現代導彈制導、航空航天等，計算機控制已成為必不可少的重要環(huán)節(jié)。

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