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计算机控制技术论文精选(九篇)

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计算机控制技术论文

第1篇:计算机控制技术论文范文

[关键词]计算机技术;机电一体化;生产应用

中图分类号:O246 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)13-0174-02

现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革,同时给相关生产产业带来了巨大的影响,提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展,以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。

1.计算机技术与机电控制技术的发展概况

1.1计算机控制理论的形成与技术的发展

忽略数字信号的量化效应,可以将计算机控制系统看成采样控制系统,在这一系统中,将其中连续的环节离散化,则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中,使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统,控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论,逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。

1.2机械和电子控制技术的发展和现状

在生产、科研等诸多领域里,有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前,工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内,初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现,直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化,同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展,且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制,PID是经典控制理论的代表,它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势,形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制(FLC)、变结构控制等,均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。

2.机电一体化的发展及在工业上的广泛应用

2.1机电一体化的简介和生产应用

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及计算机软件系统集合起来所构成的系统总称,综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床,通过相应的数控技术,在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多CPU和多主线的体系结构,丰富了数控功能,也提高了生产效率。

柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用,是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上,它可以随机地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,更适用于多品种,小批量等的离散零件的批量生产。

可编程控制器(PLC)是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题,逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着PLC技术的进步,其应用领域更是不断扩大,可采集存储数据,还可对控制系统进行监控。PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外,随着工厂网络自动化的发展,PLC可实现通信及联网功能,更有助于工业生产的控制过程的监控。如今,PLC技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。

2.2计算机在机械产业的应用实例

计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合,不断使相关的新技术应用到更多的领域中去,这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产,更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。

PLC实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展,人类活动的范围不断扩大,机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展,并从制造领域转向非制造领域,各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用,很多领域,许多单一、重复的机械工作由机器人(也称机械手)来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机,广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。

PLC在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关,投入的硬币值由PLC驱动数码管显示,经过光传感器识别,通过判断,进行下一步操作,经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活,也使PLC的应用更加广泛。

交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间,这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。

电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程,最初的横机是手动横机,只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中,通过电脑的自动控制,设计人员可对编织花型进行数字化设计,通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作,由计算机指令控制系统完成整个设计的编织,极大地提高了工业生产效率。

3总结

在机械生产领域,电子技术和计算机技术的融入发展,机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术,使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。

参考文献

[1]张东宝,工程机械与控制技术[M].筑路机械与施工机械化,2007.

[2]马增强等,数据采集系统的研究,微计算机信息,1998.

[3]王立新,浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报,2007.

[4]杨明等,机电一体化的研究现状及发展趋势,农机化研究,2006.

第2篇:计算机控制技术论文范文

关键词 互联网 互联网时代 计算机控制技术 发展历程

中图分类号:TP3 文献标识码:A

0前言

互联网时代的来临,以不可逆转的趋向和进程改变着传统的社会工作和社会生活,使得人们不论在物质水平上还是在理念思维上进行着不自觉的创新,并在人类文明的页码上实现着越高频度的翻阅。计算机的控制技术在今天占据举足轻重的地位,并且在互联网科学结晶的辅助下,形成了高速率的发展历程。互联网的迅速发展,通过改变信息传播方式而改变了世界,同时对于计算机控制技术相关领域来说,也产生了翻天覆地的变化。

1计算机控制技术的理论概念

计算机的技术层面可谓是多种多样,单论起控制技术方面,就具有着科学史上的里程碑意义。计算机控制技术,究其理论概念而论,就是一计算机应用技术、电子技术以及自动控制技术等多种技术手段为科学基础,通过以计算机控制技术为核心,实现对工业生产技术的精密化运作的技术运用模式。在这种模式中主要具备用武之地的元素包括编程控制技术、计算机网络技术、单片机技术等各种媒介手段。也就是说,这种控制技术实质上就是针对计算机指导于生产中对生产设备的自动化控制的全部过程。这种控制技术主要通过计算机电子技术及其自动控制的能力和技术水平为重要的科学依托,辅之以编程控制与单片机技术的诸多手段来实现对生产精密化与信息自动化的高效率指导实践的理论结晶。同时结合逻辑控制、智能控制以及顺序控制的计算机控制技术可以提高生产的效率,同时保证生产质量和安全。

2计算机控制技术的发展历程

(1)从集中控制到集散控制的发展

计算机虽然和很多设备一样,代表着诞生时代生产力的最发达载体与最高端发明成就,然而一样也经历了一个漫长而又曲折的发展过程。计算机的控制技术在早期计算机问世不久的时候,主要的功能不过是在工作中实行集中控制,通过采集信号、运算处理、信息反馈并及时申报状态灯一列亟待完成的任务,形成自身的工作能力体系。这种工作性能的实现主要以IPC为主要载体,虽然在当时取得了巨大的飞跃成就,但如今随着控制系统复杂程度的日趋繁杂,传统的依赖IPC技术的工作流程已经难以满足业务量日益增加的工作效率的需求,这便需要计算机由集中控制实现朝向分散控制的及时转变。基于这种理论认识,DCS技术便应运而生,并逐渐取代了传统的IPC技术。这种技术就是以通讯为主要基地的中央神经系统,以扩展范围的广袤、安全性能的良好与工作效率的神速著称于科学研究与技术生产领域之内。由于这种技术的存在,直接衍生出分布式的控制系统的出现和推广。这种控制系统主要分为上位机和下位机两大结构,前者主要负责监视集体工作,后者的任务在于及时传递信息情报。

(2)从封闭系统到工业现场总线的发展

DCS技术在兼容性、开放性以及目的性等各种工作需求的支配下,不断被计算机控制技术体系赋予崭新的内容。虽然DCS技术较之传统技术而言,优势是十分显而易见的,然而如果能够更有效和更直接地引导于工业生产,就必须促进其网络协议的公开化和标准化,所以这就实现了封闭系统到开放性的工业现场总线格局的发展和飞跃。工业现场的总线控制系统通常被称为FCS技术,主要功能便是实现工作格局中点到总线的方针。按照总线的方式,整个控制系统均可以实现有条不紊地运行,各种设备的工作都是一个“总线单元”,工业现场化的技术生产便能够取代原来的封闭系统式的生产。相比于传统的DCS技术系统,FCS技术系统在很大程度上能够满足用户的更多要求,以其开放式的现场总线协议进行对现场工作的统筹驾驭和全面协调,最终实现成本的降低和工作效率的全面提高,并实现工作流程中各个细节之间的有机协调和紧密联系。

(3)从现场控制到企业自动化的发展

计算机的控制技术能够满足实用性的生产需求,这是互联网时代下普遍性的社会基础和技术价值,更是工业控制网络必须遵从的根本原则。只有及时有效地进行对信号加以传输,才能保障工作环节的稳定与完善。现场控制指的是在活动过程中对活动现场进行控制和管理的基本过程,按照标准实施以实现对活动规范进行的有效保障与全盘肯定。这种方略虽然在一定程度上也能实现自动化的控制,但是约束的因素仍旧是尾大不掉。所以企业自动化时代的来临便应运而生,这是现场控制技术不断优化和完善的必然结果。太网工业协议与技术的形成,使得企业技术自动化的应用功能有所大大提高,辅之以互联网的有效手段,使得控制技术呈现出更加实用与可靠的性能。

3结论

科学在发展,技术在进步,互联网时代的来临,产生出的直接影响便是计算机控制技术在短暂的历史岁月中,便经历过三个具有跨越性意义的发展历程和飞跃阶段,不断指导于工业生产,并在互联网技术体系的丰富过程中,不断赋予崭新的科学意义。

参考文献

[1] 苗青林.互联网时代的计算机控制技术[J].计算机光盘软件与应用,2013,1(02):105-107.

第3篇:计算机控制技术论文范文

关键词:机械工程自动化控制应用发展

中图分类号:F407.4文献标识码: A

引言:随着科学技术的不断发展及创新,其应用的领域也越来越广泛,并且为许多行业带来了不小的便利和改革,甚至更大的收益。其中电子机械行业的巨大变化,就足以证明了这一点。计算机技术的应用不仅提高了为机械和电子控制产业的生产技术水平,更为机械和电子控制产业提高了生产效率,操作精准化等等,更使不同技术间的作用扬长避短的结合,促使机电一体化的发展。

一、机械工程自动化控制领域的发展概况

1、理论的形成

在机械工程自动化控制领域,计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中,使计算机控制系统有了初步发展。可以将计算机控制系统看成采样控制系统,在此系统中,将其中连续的环节离散化,则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。对于结构复杂、时变的非线性系统,控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论,逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。

2、技术的发展

随着世界第一台电子计算机问世后,计算机首先被用来自动检测化工生产过程的过程参量并进行相关的数据处理,同时也研究了计算机的开环控制。到二十世纪六十年代,出现了用于过程控制的计算机,实现了直接数字控制。后经集中式计算机控制系统发展到现在的以微处理器为核心的分层式控制系统控制,通过计算机对生产过程进行集中监视、操作和管理控制等。伴随着计算机处理器等技术的发展,计算机控制技术也随之发生相应的变革,最终应用到工业生产中并对其产生巨大影响。

3、发展和现状

在机械工程自动化的科研等诸多领域里,有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前,工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内,初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现,直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化,同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展,且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制,PID是经典控制理论的代表,它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势,形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制(FLC)、变结构控制等,均随着计算机领域的发展在不断地拓宽和发展。

二、机械工程自动化控制领域的应用

1、机械工程自动化控制的简介

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及计算机软件系统集合起来所构成的系统总称,综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床,通过相应的数控技术,在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多CPU和多主线的体系结构,丰富了数控功能,也提高了生产效率。

2、机械工程自动化控制的生产应用

柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用,是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上,它可以随机地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,更适用于多品种,小批量等的离散零件的批量生产。

交流传动技术的发展也是随着电子技术和计算机技术的发展在工业上有了重要的应用,尤其是在钢铁工业中,使复杂的矢量控制技术得以实现,无论是大容量电机还是小容量电机现均可使同步电机或者异步电机实现可逆滑调速。也使交流传动系统在轧钢生产中得到广泛的应用。

三、机械工程自动化控制的应用实例

在机械工程自动化控制领域中,计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合,不断使相关的新技术应用到更多的领域中去,这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产,更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。

1、在交通领域的应用

交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间,这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。

2、在机器人领域的应用

随着世界经济和技术的发展,人类活动的范围不断扩大,机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展,并从制造领域转向非制造领域,各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用,很多领域,许多单一、重复的机械工作由机器人(也称机械手)来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机,广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。

3、在农业方面的应用

机械作业过程中驾驶室内的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡,以此来改善人机交互界面。这种智能化显示终端又被称为虚拟化仪器显示终端(Virtual Display Terminal),它代表了当代仪器与控制装置发展的主流方向。它可通过屏幕任意选择显示机组中不同部分的终端信息,在屏幕上按操作者的需求,调用数据库信息,显示数据、图形、语音等多媒体信息。

4、在商业方面的应用

PLC在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关,投入的硬币值由PLC驱动数码管显示,经过光传感器识别,通过判断,进行下一步操作,经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活,也使PLC的应用更加广泛。

结束语:

机械工程自动化控制领域中,机电一体化是现代科学技术发展的必然,其形成和发展壮大,是许多科学技术发展的结晶。其中与计算机技术的应用更是密不可分的。随着不断发展和创新的计算机技术,机电一体化产业的覆盖面也越来越广,机电一体化技术也将获得前所未有的发展。

参考文献:

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社,2004;

第4篇:计算机控制技术论文范文

关键词:计算机控制技术;自动化;微型计算机

作者简介:康胜武(1973-),男,湖北武汉人,武汉工业学院电气信息工程系,讲师;毛哲(1957-),男,湖北武汉人,武汉工业学院电气信息工程系,教授。(湖北武汉430023)

中图分类号:G642     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)16-0033-02

一、计算机控制系统应用现状

随着现代化工业生产过程复杂性与集成度的提高,计算机控制系统得到了迅速的发展。计算机控制系统是自动控制系统发展的高级阶段,是自动控制系统中非常重要的一个分支。计算机控制系统利用计算机的软件和硬件代替自动控制系统中的控制器,它以自动控制理论和计算机技术为基础,综合了计算机、自动控制和生产过程多方面的知识。由于计算机控制系统的应用,许多传统的控制结构和方法被替代,工厂的信息利用率大大提高,控制质量更趋稳定。当前,计算机控制系统已成为许多大型自动化生产线不可缺少的重要组成部分,生产过程自动化的程度以及计算机在自动化中的应用程度已成为衡量工业企业现代化水平的一个重要标志。这就要求从事自动控制的工程技术和研发人员不仅要掌握生产工艺流程和自动控制理论的基础知识,而且还必须掌握计算机控制系统有关硬件、软件、控制规律、数据通信、现场总线网络技术和数据库等方面的专业知识和技术,从而达到设计和应用计算机控制系统的目的。[1,2]

二、课程特点及教学现状

“计算机控制技术”是电气自动化专业的重要专业骨干课程,是计算机技术、自动控制技术、自动检测与传感技术相结合的综合应用技术,它是面向实际工程控制领域,融合了计算机技术和控制理论后发展起来的理论性和实践性都很强的一门学科。该课程要求学生对前期所学的PLC、电机拖动、传感器技术、自控仿真、微型计算机原理、程序设计和自动控制等理论知识要有一个全面的掌握,有承上启下的作用。正确处理本课程与其他课程的关系以及它们之间的内在联系,形成完整而系统的知识体系,是本课程的主要作用;它要求学生从工程技术角度出发,注意理论和实践相结合,设计和仿真相结合,掌握计算机控制系统的基本分析和设计方法。由于本课程有一定的工程应用要求,与实际工业的生产过程紧密结合,所以实践性较强。在讲授过程中,教师应当综合有关课程的基本内容,将学生学到的知识通过本课程有机结合在一起,使学生在学完本课程后了解并掌握如何正确地选择和组织计算机控制系统的软件、硬件、设备和接口通道以及控制管理生产过程的基本原理和方法,将控制对象,硬件(微处理器、存储器、接口通道和自动化仪表等)和软件(系统软件和应用软件)组织成一个有机的整体,形成完整的计算机控制系统,达到预定的控制目的。因此,如何提高教学效果,在规定学时内既要让学生掌握相关的理论知识,又要培养学生的动手实践能力成为教学的重要任务。目前教学过程中的现状和存在的问题主要体现在以下几个方面:

1.“计算机控制技术”是一门与多课程相关、实践性很强的课程

该课程既要求学生有较好的控制理论基础,又要求学生有硬件电路设计和软件程序设计仿真的能力,能将所学的知识融会贯通。学生普遍反映学时较少,大部分时间用在了理论和方法的学习上,这就制约了学生应用理论知识解决实际工程问题的能力,难以在规定的课时内达到该课程的教学要求。

2.该课程对学生能力的培养

由于学生在先期的课程学习中忽视了动手能力的培养,又缺乏相应的工程实践机会,在遇到实际问题时,往往从书本中找答案,不能灵活应用知识来解决问题,这也说明平时实践动手能力培养的重要性。

3.缺乏资金,实验设备落后

实验箱硬件电路接线方式固定,缺乏灵活性,实验项目偏少,软硬件环境限制了实验内容多以验证性实验为主(如A/D、D/A转换实验,采样与保持实验,平滑与数字滤波实验,积分分离PID控制实验和最小拍控制系统等),综合设计性实验偏少(主要为直流电机闭环调速实验,温度闭环控制实验和步进电机调速实验),试验箱配套的软件相对简单且容易出错,没有相应的自控仿真工具,软硬件基本脱节,限制了对学生自主动手设计能力的训练,理论教学与实验教学不能有机结合。

4.教学效果方面

在讲授硬件接口技术时,由于与微型计算机技术课程内容有部分重复所以学生注意力不是太集中;但在讲授控制规律过程中由于理论性较强比较枯燥学生又很难理解。比如数字控制器设计方法中有大量的公式推导,过程比较烦琐,学生不易掌握,从而缺乏学习兴趣,课堂教学效果不理想。

三、教学方法探讨

针对“计算机控制技术”课程教学的现状及存在的以上问题进行深入分析,结合目前实际现状,应该采取以下措施来解决这些问题以提高计算机控制技术课程的教学质量。

1.合理进行课程体系设置

“计算机控制技术”课程涉及的课程较多,“自控原理”是理论基础,“微型计算机原理”、“电路设计”和“PLC”等是硬件基础,“C语言程序设计”、“数据库理论”、“自动仿真”是软件基础,而“计算机控制技术”则提出相应的控制方法,各课程之间有一定的关联但内容又是相对独立的,它们构成了自动化控制类学科的基本教学体系。在传统教学模式中强调各课程的相对独立性和完整性,忽略了它们之间的关联性,导致学生在综合应用时往往无从下手。教研组应对整个学科的课程体系有一个合理的设置,在时间安排上尽量保证各课程之间的无缝衔接,教师在授课时也要注意本课程在整个体系中的承上启下作用,在部分章节内容和实验计划中应注意与其他课程的关联性。

2.改革考核方式

本课程工程实践性较强,不能按其他基础理论课程的考试方式来考核学生,那样的方式只能使学生死记硬背书本理论知识,为考试而学习;应加大实验考核的比重,强调实验环节的重要性。教师要对学生的实验报告严格审核把关并记入总评成绩,实验报告要求内容完整、实验方案合理、步骤清晰、实验数据真实可靠、结果分析逻辑严谨。同时,教师应鼓励学生提出自己的新思路和新方案,并在考评时给与额外加分。笔试应重点考查学生的综合分析能力,避免学生对基础理论知识的死记硬背。

3.合理选择实验项目

现有的一些专业课程实验内容多以验证性实验为主。计算机控制实验是培养理论联系实际、动手能力的重要手段,在教学中应减少验证性实验内容,增加综合性和设计性的实验内容。如,温度闭环控制系统,直流电机闭环调试控制系统就要求学生根据系统的功能和性能指标完成系统的总体设计,在实验平台上搭建硬件系统。在计算机上安装Keil、Matlab和Protues等软件,要求学生在Matlab环境中建立控制系统的理论仿真模型,加深对控制理论的理解。在Proteus平台和Keil软件的支持下,要求学生完成系统电路设计,程序编写、调试和仿真的整个过程,锻炼学生的软硬件动手实践的能力。

4.增设创新型实验

为了培养学生的动手能力和创新能力,可以组织一些动手能力强的同学成立兴趣小组,指导老师提出一些以工程应用为背景的实际项目,如步进电机调速系统、炉温控制系统等设计,给出具体的功能和性能指标,要求学生完成从理论设计、硬件选型、制板、电路焊接,系统调试运行和撰写实验报告的全部工作,鼓励学生在设计制作过程中有创新性,实验室提供相应的设备支持,学生在完成过程中遇到困难,老师可提供适当的指导。可以要求学生以组为单位,通过分组评比,调动学生实验的积极性和主动性,提高学习效果。

5.充分利用多媒体教学手段

将工业制造过程中的自动化生产和监控视频作为教学录像搬入课堂,使学生能在较短的时间内了解计算机监控系统的现场知识,以弥补感性认识的不足,扩大知识面。在讲授控制规律时应用Matlab软件,将枯燥的理论知识通过仿真模型以图形化的方式给学生演示,让学生对控制过程和结果有一个清楚的理解。同时,多媒体进行教学可以提高教学效率和教学质量,使学生更加直观地学到知识,提高学生的学习兴趣。

6.课堂授课方式灵活化

基本的理论和方法由老师讲授,布置一些工程案例供学生讨论,采用分组方式,要求学生课下准备材料,在课堂上每组学生可以上台讲述自己的设计思路和方案,其他同学可以进行分析评比并提出疑问。因为同一问题可以有多种解决途径,通过讨论可以开拓大家的思路,集思广益,有利于学生更好地掌握工程案例的解决方法。如果学生认真投入,老师善于引导,这种课堂讨论方式就会收到很好的教学效果,它既活跃了学生的思想,激发了学生学习的积极性和创造性,又提高了其分析问题和解决问题的能力。

7.提高教师业务能力

教学改革中,教师必须不断探索这门理论性和实践性都很强、内容更新快的专业课的教学规律。及时总结教学中的经验体会,及时跟踪本专业在国内外的技术动态和学术发展趋势,不断学习该门学科的最新成果,在讲课中将有关计算机控制技术的发展动态介绍给学生,并在讲课内容方面不断引进新理论和新技术,使学生对本专业领域的现状有一个大致的了解并清楚国内与国外先进技术的差距;不断改善教学方式,积极采用多种手段来提高课堂教学效果。

四、结束语

通过对“计算机控制技术”课程教学的研究,在教学方法、教学内容和教学手段等方面做了一些探索尝试,在教学实践过程中取得了较好的教学效果,提高了教学质量和学生的学习效果,培养了学生独立动手和分析解决问题的能力。随着计算机技术的发展和教学手段的进步,该课程的任务还会不断地被修改和完善。

参考文献:

第5篇:计算机控制技术论文范文

论文摘要:本文将计算机辅助教学技术应用于数控教学中,应用计算机辅助教学技术进行理论教学和教学效果测试等具体实施方案。以计算机辅助软件在特征建模上的强大功能,使数控设计更优化,加之其工作路径输出的多样性,使数控加工制造更便利。

随着科技的迅猛发展,计算机辅助软件在数控加工制造中被广泛的应用。在数控加工制造业中广泛应用计算机辅助数控技术,数控专业是具有很强的理论性和实践性特征的专业,计算机辅助教学技术极大的提高数控教学效果和降低教学成本,本文研究了计算机辅助教学技术在数控教学中的应用。

1 数控教学中存在的问题

数控专业涉及多门学科,且交叉程度高,具有很强的其理论性和实践性,数控专业的理论知识体系很复杂,实践操作要求高,因此数控专业的实践教学在教学中起着极为关键的作用,通过有效的计算机辅助实践教学能够促进学生了解数控车床的基本原理与结构,能够让学生加快掌握数控车床的基本操作技能,熟练操作CAD/CAM应用的方法与流程,最终提高综合能力,但是在实际数控教学过程中,往往受到教学条件和专业特征等因素的制约,导致在具体的教学中存在一些常见问题:(1)由于数控车床涉及多门学科,因此数控这门专业所需的理论知识体系相当复杂,而且许多教学内容很抽象、知识结构复杂,以往教师在课堂上单纯的讲解课本教学方式,导致学生难以理解,学习过程中选择逃过复杂的数控理论体系,导致学生普遍理论知识欠缺,最后必然导致学生难以理解接受理论知识;(2)数控车床综合应用多种技术,结构原理和生产过程是非常复杂,车床产品类型极为复杂,广泛应用于各行各业模型和各种数控车床,其价格远高于普通车床。数控车床价格太贵导致教学成本太高,因此学校在教学中不能将用于数控车床模型和数量配置完整,从而影响教学效果;(3)车床型号太多且价格昂贵,导致学校配置不能配齐所有车床型号,因此在实际教学中,学生不能对所有型号的数控车床进行实际的实践操作,导致学生在学校学校学到的知识,不能实际应用到企业;(4)当前职业教育广泛采用班级授课制,数控实训往往是一个班的同学在同一时间对数控实习室培训操作,训练设备的限制,很难确保每个学生数控车床操作培训,培训指导老师不能到每个学生调度监控和指导,这将导致在训练过程中存在安全隐患。

2 计算机辅助教学在数控教学中的应用措施

根据以上所述数控专业的专业特征及数控专业教学中存在的问题,可以利用现代技术计算机辅助数控教学,凭借计算机辅助教学有效的模拟效果提高数控专业的教学效果,具体措施包括:(1)数控专业理论中存在大量的抽象复杂的理论知识,传统的教学方式将导致学生很难理解,应用计算机辅助教学技术提高教学效果,数控车床的结构与原理极为复杂,而且很难找到实物演示观察,教师在讲解时难以表达清楚,学生很难理解掌握;这些抽象概念学生很难理解,采用计算机辅助教学技术,可以将复杂和抽象的教学内容简单化和具体化,从而让学生轻松地掌握这些复杂难懂的理论知识;在讲解数控指令等抽象内容时,可以运用计算机辅助教学技术将其实现功能形象地表达出来,从而将抽象内容具体化,应用计算机辅助教学技术可将教学内容形象化、具体化,还能突出重点、简化难点,并且能激发学生的学习兴趣,从而提高教学效果。(2)计算机辅助教学即利用硬件与软件结合构建虚拟实验室,在计算机网络上进行模拟、仿真各种实验操作,替代部分甚至全部传统的常规实验仪器设备,由于数控车床的型号和种类繁多,且更新换代极为快速,以职业学校的经济实力,不能将所有型号的实验设备配备齐全,可以充分利用计算机辅助软件构建虚拟实验室进行仿真。随着计算机辅助教学技术的日趋成熟,计算机仿真系统越来越完善,可模拟数控实际设备加工环境以及其工作状态也更加全面,可以验证数控加工程序更高的正确性和可靠性,计算机辅助数控加工仿真在数控教学中起着十分重要的作用,是现代数控专业实践教学的有效辅助方式。在虚拟实验室,利用计算机辅助处于虚拟环境中可动态分析观察数控工件制作程序的正确性和完整性,教师利用仿真平台进行工件加工操作演示,学生都能清楚的观察到每一个详细的操作步骤,学生自己也可以在虚拟实验室进行仿真实验操作,学生通过仿真实验,学校不必花费太多的经济就能够使学生得到实践练习的机会,仿真实验让学生加深对数控指令的理解,缩短对实际数控车床的熟悉时间,减少加工材料损耗和浪费,节约时间;(3)在学习一个段落或者一个知识点后,有必要进行一次有效的教学效果评价,但传统的单一的书面考试形式的评价模式的运作程序,将不能够提高学生的学习兴趣,不但影响评定效果,也不利于教学。应用计算机辅助教学技术教学的效果是可以测试学生在学习效果,通过仿真实验,对学生所学知识进行测试,可以直接反映教学效果,同时增加学生的学习兴趣。

3 结语

本文对数控专业教学的现状及存在的问题进行分析,对计算机辅助教学技术在数控专业中的应用进行研究,且提出了计算机辅助软件在数控专业教学中的具体的实施方案,计算机辅助在教学能够将抽象复杂的理论知识具体简单化,促进学生对其的理解,从而可以提高教学效果,提高了学生的知识与技能。

参考文献

[1] 薛成,罗霞.浅谈五年制高职数控专业的教学改革[J].中国科技信息,2009(10).

[2] 梁家强.数控专业教学体系研究与实践[J].科技信息,2010(36).

[3] 刘峻,朱敏红.高职数控技术专业教学改革的核心——课程体系改革[J].科技信息,2011(10).

[4] 杨丽.浅谈中职数控专业实行“学分制”的必要性以及课程设置[J].科技资讯,2010(06).

[5] 李大国,郭翠.关于技校数控专业教学改革的探讨[J].科技风,2009(9).

第6篇:计算机控制技术论文范文

关键词:卓越工程师;计算机控制系统;教学改革;实践

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)23-0031-02

东北电力大学作为一所以工为主、电力行业特色鲜明的省属院校,于2011年10月入选教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校,自动化专业是东北电力大学实施“卓越计划”的重点学科之一。旨在通过教育和行业、高校和企业的密切合作,以实际工程为背景,以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。[1-3]计算机控制系统、计算机控制系统课程设计、专业方向课程设计等环节为自动化专业的专业必修课,在控制理论和计算机控制技术的基础上,面向计算机控制系统的理论问题和工程实践需求,使学生掌握控制理论工程应用方面的基础知识和工程实现方面的技术能力。为了积极响应东北电力大学“272工程”提出的优质课程改革与建设工程实施方案,同时以培养卓越工程师为目标,加强计算机控制类课程的建设质量,提高学生学习的主动性和积极性,培养学生的探索意识和科研能力,增强学生的职业综合能力,针对计算机控制系统课程的课堂教学、实践环节以及学生工程应用能力培养方面做了一些工作,现在介绍教学改革中的一些体会和经验。

一、优化整合课程教学内容

计算机控制系统课程涉及知识面广且集成度高,从控制算法到系统硬件,从基本理论到先进技术,从微型计算机控制系统到集散控制系统现场总线技术,既有理论方面的知识,又有实际工程应用方面的要求,要想在一门课中把这些知识点都包括进去,既不可能,又不实际。[4]为此对教学内容进行了优化整合,遵循的基本原则是理论联系实际,兼顾基础性和工程实用性,把控制原理和典型应用相结合、软件和硬件相结合,并通过各个教学环节之间的紧密联系,使学生掌握计算机控制系统的组成和特点、数字控制器设计的原则和应用技术、复杂控制规律的原理和应用场合以及计算机控制系统的硬件、软件的选择、配置和设计。

经过整合后,课程主要内容包括:以数字控制理论为主体,区别离散控制与连续控制的不同点;数字控制器的设计,控制算法与编程;复杂控制规律系统的设计及应用场合;计算机控制系统的设计与实现。

在课堂教学中穿插介绍应用实例,例如计算机温度控制系统、计算机技术在电厂中的应用,让学生将枯燥的理论知识同实际应用结合起来,从整体设计到软硬件设计再到系统仿真与调试,使学生对计算机控制系统设计及应用有一个全面的认识。为了保证理论体系的完整性,还需要实验、课程设计、实习等实践环节的配合,以补充课堂上不能完全呈现的内容。

二、丰富教学手段和方法

在理论教学方面,尝试采用基于项目的研究性教学模式,采取以问题为导向,以作业、专题研究报告、组织研讨课、研究性实验报告等为载体的探索式教学模式。[5]教学方法上,以开拓学生学习兴趣,积极主动获取知识为主,教师正确引导和总结为辅,变学生被动学习为主动学习和课堂内外多途径获取新知识的方式。[6]

在教学手段上,开发了多媒体课件,将传统教学同多媒体、FLASH、网络等现代化的手段相结合,使教学内容更加形象直观,易于理解。另外,将仿真技术引入到教学中来,进一步丰富教学手段。仿真教学包括制作仿真型课件供课堂教学使用,编写或利用具有仿真功能的软件进行仿真实验。[7]例如对设计好的数字控制器进行验证,从理论上讲解显得很枯燥,学生理解起来也困难,可利用仿真软件对控制系统进行仿真,学生可直观地看到控制效果,加强感性认识。

在课堂教学中,采用知识点讲授、课堂讨论和测验、工程实例分析相结合的方法,注重师生之间的双向沟通,处理好概念与应用之间的关系,做到层次分明、精讲多练。以形式多样的大作业为载体,鼓励学生探究式学习。[8]

第一,在教学过程中,当讲解完数字控制器的设计、复杂控制系统等知识后,以大作业的形式,让学生对课后习题进行仿真练习,一方面验证理论计算的结果,另一方面提高学生的软件编程能力。

第二,利用丰富的网络资源和图书馆的数字资源,让学生检索查阅计算机控制技术在电厂过程控制中应用的文章,包括PID参数优化、PID在电厂热工过程中的应用、前馈-串级控制技术的应用、Smith预估控制技术的应用等研究方向,锻炼了学生的文献检索能力。

三、多层次实践环节相辅相成

实践环节是课程学习的重要内容,实践能力特别是系统性的综合实践能力是自动化专业本科学生的必备素质之一。[9]实践环节的设置在内容上应力求做到理论联系实际,重视工程概念及其在实际问题中的应用,注重培养学生应用所学知识解决实际问题的能力,进而提高学生的的工程意识、工程素质和工程实践能力。[10]本课程设置了实验课、课程设计、实习、毕业设计和课外科技活动等实践环节,在内容上兼顾对知识的覆盖程度,难易程度循序渐进,做到实践环节之间相辅相成,实现递阶性、系统性的培养模式,对理论课进行有效的扩充和延展。

1.实验教学的改革

实验教学采用启发式实验教学方式,应以工程素质为基础,突出能力目标,以学生为主体,以项目为载体,以实训为手段。[6]以往实验多为验证性的,缺少让学生自己动手设计并调试数字控制系统,因此增设了一些软件仿真方向的综合性、设计性、研究型的实验内容。根据理论课的教学进度,穿插了5个基础实验,包括A/D转换、D/A转换、数字PID调节器、纯滞后补偿控制系统设计和步进电机转速控制。由实验指导教师讲解实验台的操作、通信接口的功能、软件编程的技巧等,然后由学生动手搭接硬件电路完成系统连接和算法编写,及时巩固了理论知识,又提高了实践动手能力。

2.课程设计的改革

课程设计是教学计划中进行综合训练的重要实践环节,它将使学生在综合运用所学知识解决本专业方向的实际问题方面得到系统性的训练。[10]本课程设置了计算机控制系统课程设计和专业方向课程设计两个课程设计,分别在开课学期和大四上学期进行。为了实现课程设计的多样性,在原来课程设计的基础上又增设了一些设计题目。第一,以倒立摆系统和水箱为被控对象进行控制系统的设计,并通过MATLAB软件进行编程仿真验证控制策略的有效性;第二,利用单片机设计并开发能自动循迹和调速的电动小车控制系统,完成硬件电路的设计、软件设计和实物制作等。在专业方向课程设计中,与计算机控制技术相关的方向有计算机控制方向、DCS方向、过程控制方向等,学生可根据兴趣选择不同的方向完成课程设计。例如,计算机控制方向要求学生根据给定的性能指标设计一个离散控制系统,并采用MATLAB仿真从时域和频域对比校正前后系统的性能,分析得出结论。通过课程设计的合理设置,达到了“软硬兼施”的目的。

3.毕业设计和实习

理论课、实验课和课程设计学时有限,要想全面提高学生综合实践能力和计算机控制技术的应用能力,还需要通过毕业设计和实习等实践环节进一步强化。通过数字PID控制算法及仿真研究、电厂锅炉燃烧模糊控制系统的设计、神经网络在PID控制器参数整定中的应用、基于PLC的火电厂输煤程控系统设计、基于单片机的交通灯控制系统设计等综合性毕业设计题目,让学生得到更全面的锻炼。

自动化工程学院与国电吉林热电厂、丰满发电厂等企业建立了良好的合作关系,在大四下学期学院组织学生去企业参加认识实习,同时到学校电力运行仿真中心进行仿真实习,使学生熟悉电能生产、输送的整个过程,了解电厂 DCS系统的组成和运行,对过去所学的专业知识能够进一步加深理解和融会贯通,也得到了操作技能的训练,毕业后能很快适应生产现场的需求。

4.开展丰富的课外科技活动

在“以教师为主导,以学生为主体,以政策为导向”的指导思想下,学院在2007年成立了自动化创新实践基地,下设创新制作研究室、建模与仿真研究室、机器人研究室和炎火工作室四个研究室,组织学生开展了丰富的课外科技活动。在教师的指导下,学生们充分发挥了创造力和想象力,灵活地运用了本门课程中学到的知识,如数字控制器的设计、先进控制算法的仿真、单片机测控系统的设计等。建模与仿真研究室指导学生使用MATLAB软件编程实现数字PID参数的整定、控制系统的数字仿真等,同时让学生提前学习先进控制算法,如模糊控制、神经网络控制、遗传算法等用于控制系统的设计。另外指导学生进行PLC程序设计,参加全国西门子杯工业自动化挑战赛,使学生开拓了视野。创新制作研究室指导学生进行单片机测控系统设计,参加全国挑战杯科技作品大赛、全国大学生电子设计竞赛并取得了较好的成绩。

四、结束语

计算机控制系统课程有着更新快、实践性强的特点,因此对于课程内容、教学方法、实践环节等的改革是永无止境的。虽然在计算机控制系统课程改革中取得了一些成绩,积累了一些经验,在今后的实践中会进一步探索和完善该课程的授课模式,丰富理论授课内容,引入更多的工程实例,强化实践环节让学生得到更多的锻炼。在学校“卓越计划”的培养目标下,要面向企业,树立理论联系实际的思想,强化实践教育,注重工程实际应用,及时更新教学内容,积极创新教学方法和教学手段,为培养合格的高素质的卓越工程师奠定基础。

参考文献:

[1]宋佩维.卓越工程师创新能力培养的思路与途径[J].中国电力教育,2011,(7):25-27,29.

[2]王少怀,刘羽,黄培明,等.实施“卓越工程师教育培养计划”打造“双师型”教学团队[J].中国地质教育,2010,(4):63-65.

[3]盛朝强,谢昭莉,柴毅.培养自动化卓越工程师初探[J].长春工业大学学报(高教研究版),2011,32(3):8-9,49.

[4]张德江,于微波,贾文超.教学与教研互动 教法与学法共融――“计算机控制系统”国家精品课建设的体会[J].中国大学教学,2007,

(10):29-31.

[5]张安富,刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究,2010,(4):56-59.

[6]王永东.“卓越工程师”培养目标下无机化学课程教学的思考[J].东莞理工学院学报,2011,18(5):114-116.

[7]李祥飞,张昌凡.“计算机控制系统”课程教学方法探讨[J].中国电力教育,2010,(12):85-86.

[8]邢航,张铁民.“计算机控制技术”教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索,2007,26(12):370-372.

[9]温淑惠.计算机控制技术实验教学改革初探[J].教学研究,2010,

第7篇:计算机控制技术论文范文

关键字:电气工程人工智能计算机技术

中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:

智能化是新崛起的高科技技术,它将人工智能理论和计算机技术结合在一起,应用于多个领域。智能化技术在电气工程领域可应用于优化产品设计、自动控制、系统运行、信息收集和故障诊断等方面,能够有效地提高控制精度和工作效率,弥补和改进电气工程中的缺陷和差错,大幅度地加快了电气自动化学科的发展,尤其是自动控制领域。设备的智能化,控制系统的稳定化,是电气工程技术的一次巨大革新。

一、智能化技术的应用理论基础

智能化技术应用是以一门涉及多学科知识、综合性较强的学科为理论基础的。智能化技术研究的方向是如何将人工智能应用到机器上,使机器能够完成高危工作等人类难以完成的工作。电气工程行业主要研究相关的信息收集处理、自动控制等科研和控制项目,将计算机技术应用于电气工程具有很强的实用性和适用性。智能化技术作为计算机的高端技术,已经在电气工程自动化控制工作中得到应用,并发挥了作用。在电气工程中应用智能技术,可以大幅度提高工作效率,减少资本投入,可以减少工程控制人员,实现资源的合理分配。

二、智能化控制技术的优势

1、快速高效

相比于低效且缓慢的传统控制方式,智能控制技术传达指令速度快,并且错误发生率极低。智能控制技术通过数字化手段向需要控制的设备发送精确的指令,高速到达后,设备就可以完成指令。

2、能够实现全天监控

电气工程通常需要全时段运行,而许多疏于监测、管理或在传统管理模式下难以监测、管理的时段和区段经常发生电气故障。而智能控制技术通过数字化手段能够对电气系统进行全方位、全时段监控,同时能够及时的将系统信息传送给控制中心,并将指令反馈到系统。智能化技术的应用实现了对电气工程的实时监察和控制。

3、安全性更高

高温、低温、潮湿等恶劣环境能够引发电气工程系统的一些机器故障,造成重大事故并极有可能造成人员伤亡。而智能控制系统通过远程遥控功能,可以实时监控、及时反应、大大降低事故发生率和减少恶劣环境下工作人员受到的安全威胁。

三、智能化技术在电气工程中的应用现状

人工技术的应用实现了以下控制功能:1、实时采集开关量与模拟量等数据信息,并加以储存和处理;2、通过模拟系统和设备的运行,以画面的形式真实的呈现出来,实时监测显示电压等数据,并进行模拟计算生成趋势图;3、在电气工程中使用专家系统能够生成报表、日志并储存数据等;4、能够实现实时记录故障、捕捉波形、记录顺序等工作;5、实现通过计算机对电气工程系统的控制,能够限制权限,加强值班管理;6、能够实时在线分析处理数据,设定修改参数;7、实现了智能监控,通过简单易于分辨的形式自动报警,并对故障进行记录。

四、电器工程自动化控制的智能应用前景

随着社会进步、科技发展,人工智能技术也越来越成熟,应用领域也愈加广阔。人工智能在电气化工程控制中的应用主要涉及优化产品设计、故障诊断、以及控制保护等方面。

1、产品设计优化中的智能化应用

电器产品的设计过程是一项集合了理论和经验知识、涉及多学科知识的的复杂工作。相比于采用经验结合大量实验手段、缺乏充足技术支持、工作效率低下的传统设计模式,人工智能在优化产品设计方面的优势十分突出。通过计算机的帮助,实现了设计的高效化、智能化,减少了构思到投入生产的时间。作为人工智能技术的主要算法之一的遗传算法,其拥有的全局寻优能力和自动适应调整搜索方向的能力十分适合产品的优化设计,而人工技术的另一主要算法---专家系统能够根据一个或多个该领域专家的知识和经验,推断、处理复杂的问题,这也是优化产品设计的重要手段。

2、诊断故障中的智能化应用

采用传统方法诊断具有非线性、不确定性等特点的电气设备故障效率和准确率都很低。人工智能技术通过模糊逻辑、专家系统等方法诊断故障能够大大提高效率和准确率。例如利用结合模糊理论和神经网络的方法诊断发单机的故障,既使用了模糊性又利用了神经网络强大的学习能力。双管齐下,提高了故障诊断的准确率。

3、控制中的智能化应用

人工智能控制技术已经较为成熟的应用在电气自动化上。主要控制方法如下:1、专家控制能够模拟人类专家,根据相关的知识和经验解决问题;2、模糊控制具有较强的控制力,能够应用于复杂或者是难以精确描述的系统;3、神经网络控制能够解决复杂的非线性、不确定系统的控制问题。采用人工智能技术能够降低投入,提高系统的工作效率和质量,当前最常用的控制方法是模糊控制,简单并与实际紧密相关。智能化控制器能够提高控制的精密度,避免不确定因素的产生。智能化控制能够进行远程调控和根据相关数据来自行调节,无需工作人员时时刻刻都守在设备旁边。目前这三种控制方法主要应用于以下几方面:采集开关量和模拟量的实时数据,并加以处理;对电气工程系统的运作状态智能监视;通过计算机控制电气系统;记录、诊断、分析发生的故障。

五、结论

人工智能理论是研究如何将人的智能转移到机器上的理论。人工智能研究的主要目标之一是使机器完成原本只有人类智能才能完成的任务,甚至在一些人类不能进行工作的环境(高温高压等恶劣环境、微小环境)下能够智能的完成工作。人工智能技术作为计算机科学新的分支诠释了智能的涵义。人工智能技术主要研究图像识别、机器人和专家系统等。电气工程主要研究相关的系统运行、电力电子技术、自动控制、信息采集处理、研究开发、计算机技术应用等领域的工作。所以人工智能的模糊理论、神经网络、专家控制等理论十分适合应用于电气工程的多项领域,而电气工程的一些特殊性也需要人工智能技术的服务。如今,人工智能技术在电气工程自动化中的应用已经取得一定成果,实现了对电气工程系统的全天候实时监控、优化产品设计以及智能诊断故障等。但是要实现系统化和规模化还有较大难度,但是只要努力探索和学习,相信电气工程自动化的智能应用能够迎来发展的春天。

参考文献

[1]宋昱良.浅谈电气工程的自动控制技术.电脑知识与技术.Vol.7,No.2,January 2011,pp.460-461.

第8篇:计算机控制技术论文范文

[关键词]测控技术与仪器 智能化技术

中图分类号:TH70 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)04-0133-01

一、引言

测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头,是研究信息的获取和处理,以及对相关要素进行控制的理论与技术,是电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。它的专业面广,小到制造车间的检测,大到卫星火箭发射的监控都归于测控技术与仪器专业。测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要,对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟,对空间的测控要求使人类有了点、线、面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段,随着科技的发展,测控技术进入了全新的时代。

二、测控技术的发展及其工程应用

测控技术,即测试与控制,是一门新型的技术科学,也是一门边缘科学。早在一千多年以前,我国就先后发明了铜壶滴漏计时器、指南针以及天文仪器等多种自动测控装置,这些发明促进了当时社会经济的发展。

二次大战期间,由于建造飞机自动驾驶仪、雷达跟踪系统、火炮瞄准系统等军事装备的需要,推动了控制理论的飞跃发展。二次世界大战后,控制理论扩展到民用,在化工、炼油、冶金等工业部门得到了进一步的应用,控制理论也日渐成熟。20世纪50年代末和60年代,控制工程又出现了一个迅猛发展时期,这时由于导弹制导、数控技术、空间技术发展需要和电子计算机技术的成熟,控制理论发展到了一个新的阶段,产生了现代控制理论。

测试技术是实验科学的一部分,主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。测试技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段,起着人的感官的作用。一般说来,测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。传感器将被测物理量(如噪声,温度)检出并转换为电量,中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析,显示记录装置则测量结果显示出来,提供给观察者或其它自涌刂谱爸谩R虼瞬馐约际醯姆⒄购艽笠徊糠质且览荡感器的发展。

传感器技术是在20世纪的中期才刚刚问世的。在那时,与计算机技术和数字控制技术相比,传感技术的发展都落后于它们,不少先进的成果仍停留在实验研究阶段,并没有投入到实际生产与广泛应用中,转化率比较低。

三、智能化技术的应用优势

随着人类进入计算机时代,计算机技术与仪器的测量与控制相结合,实现测量自动化、测量与控制智能化,使仪器的发展进入了测控结合的智能化阶段。可以说,测控技术仪器及国民经济的各个部门,是科学技术现代化的重要标志。智能化技术应用到电子工程中,可以有效的对电子工程进行优化,推动电子工程的发展和完善。其中:(1)智能化技术优化电子工程,使得电子工程设计更加简单便捷,智能化的操作相似,可以使得的电子工程的自动化控制水平得到提升,控制模型数据的变化形式,规避各类的控制问题。(2)提升电子工程的运行质量和运行效率,发挥其功能性,使其生产效率可以得到进一步提升,科学的智能化技术的运用,使得控制部分的控制质量和控制效率提升,降低安全隐患,提高效率。(3)简单的人机交互形式,可以使得的电子工程的操作更加简单直接,相关技术人员通过培训工作后,可以进行电子工程的相关操作的,有效的提高的数据的分析和应用质量。(4)发挥控制系统的功能性,通过智能化技术的应用,对系统内部的具体状况的进行分析,并可以实现自主的逻辑判断,有效的提高控制质量。

四、智能化技术在测控领域的应用

新一代测控仪器在保证其高可靠性、高效率、高精度以及多维化、多样化的前提下,更着重于智能化的应用。在信息拾取与数据转换、信息测量、判断和处理及系统控制方面大量采用微处理器和微计算机,实时显示与控制系统向三维形象化方向发展,技术操作向自动化方向发展,并且具有人工智能,从学习机进一步向人工智能机发展是测控领域发展的必然趋势。

1、计算机的辅助设计。当今社会,随着信息化与网络化的普及与发展,计算机已成了测控系统的中坚,网络技术越来越成为测控技术满足实际需求的关键支撑。计算机作为处理信息智能工具,具有以下优越功能:储存盒管理数据信息的功能;高效的图像显示和绘图功能;快速的数值计算能力;逻辑判断和推理功能。采用计算机辅助设计能有机地将计算机的各种功能和设计者的判断力、创造力相结合,从而加速了设计进程并提高了设计质量。

2、智能化下的虚拟技术

虚拟环境技术是测控系统中仿真技术智能化的发展新高度,是对智能化技术的延伸,采用人机交互技术有效地模拟人在自然环境中的视、听和动作,使操作者有身临其境的感受。在软件开发方面,NI公司的Labview和LabWindows/CVI功能强大,不仅使虚拟仪器的开发变得简单方便,而且为虚拟仪器做到时网络上提供了可靠的技术支持。智能化虚拟仪器使软件更加灵活高效,提供全方位的系统集成模块化硬件、标准的软硬件平台,带动了测控系统的升级和革新。

五、结语

现代测控技术是现代工业技术中的重要支柱,现代测控技术的迅猛发展可以为整个社会技术的进步和产业的升级起到改造和推动提升的巨大作用,越来越多的创新、高科技测控自动化的成果得到广泛应用。现代测控技术的未来发展将朝着标准化、智能化、系统化及系统功能的综合性等趋势发展,并更加标准化、开放化、全球化,推动技术水平的提高。

参考文献

[1] 刘志刚.现代测控技术的发展及其应用探析[J].机电信息,2012.

[2] 李欣国.浅谈现代测控技术及其应用[J].中小企业管理与科技,2010.

[3] 孙亮.现代测控技术的发展及应用[J].电子质量,2006.

第9篇:计算机控制技术论文范文

关键词:远程控制;PXR;唤醒;多克隆技术

中图分类号:TP183 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 17-0000-02

计算机远程控制技术具体指的是通过本地的计算机发送一系列的远程控制指令到另外一台远端计算机,从而对远端的计算机进行远程遥控,使远端的计算机能够按照指令完成一系列的工作[1],这样通过本地计算机便可以对远端计算机进行实时控制。智能化的远端计算机管理系统需要通过以下几个技术实现:计算机远端管理工作人员可以通过远程唤醒技术实现对某一个或者多个机房计算机的开、关机进行统一管理,对联网的计算机进行改造,配置可以进行远程控制开、关机的网卡,便可以实现用PXE远程开启或者关闭远端计算机,接下来便可以通过PXE对控制的远端计算机进行多播克隆,最终可以实现远程修改受控计算机的IP地址、网络标识等信息,进而实现了机房智能化自动控制的目的。

1 远端计算机系统唤醒技术

远端计算机系统唤醒技术具体指的是远程控制处于同一个局域网内的计算机自动开机,自动开机在远端计算机系统唤醒技术中具体指的是加电的意思,远端计算机系统唤醒技术在距离上没有任何要求,无论该局域网内的计算机所处的位置距离有多远,对远程控制自动加电功能没有任何的影响。实施远端计算机系统唤醒技术的核心要求便是主控计算机与远端受控计算机必须处在同一个局域网络内,远端计算机系统唤醒技术实施的基本原理是[2]:对于计算机而言,网卡上的MAC地址是唯一的,远端计算机系统唤醒技术便是通过识别网卡上的MAC地址进行远程唤醒,具体操作是发送配有唯一网卡MAC地址的\"Wake-up\"数据包到远端计算机上,当远端计算机进行MAC地址比对,确认数据包是发送给本机的时候便会自动发出开机信号。远端计算机系统唤醒技术的实施,对类似电源、主板以及网卡灯计算机的硬件条件要求比较高。

2 远程计算机服务器配盖与启动技术

远程计算机控制技术是用一台电脑(主控端/客户端)去远程控制在同一网络内的另外一台电脑(被控端/服务器端)的计算机科学技术。远程计算机控制系统的应用可以方便用户管理以及维护远端的网内的计算机,可以实现远程技术支持、远程文件传输、远程办公、远程信息交流等多种功能。

远程计算机启动控制服务开始运行的时候,服务器首先需要发送两个信息资源到客户端,Boot Block引导程序快是其中的一个资源,开启远程启动服务所需要的任何资料均包含在Boot Block引导程序块;Remote boot Profile远程启动配置文件是另外一个资源,Remote boot Profile资源包含的信息内容主要用于在开启远程计算机启动服务引导之后,远程启动基于PXE技术的网络[3]。

PXE是英文Preboot Execution Environment的简称,远程计算机自动控制启动的基本原理内容是:客户端首先机器发送请求数据帧到远端服务器,数据帧中包含了网卡ID号以及其它的识别等基本信息,由于服务器在搭建之初便已经将局域网内所有的发送请求的网卡ID数据存储起来,因此,服务器接收到请求数据帧后便会自动的匹配网卡ID数据,数据匹配成功之后,便可以成功开启远程启动。PXE技术的基本原理内容是:服务器端计算机首先需要接收工作站的MAC地址,接下来服务器端便会利用服务配置工具DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)为工作站的MAC地址配置一个IP地址,由于DHCP是动态主机设置协议的简称,因此服务器端的IP地址是动态配置的,所以工作站在经历过重启之后,分配到的IP地址有可能不同。PXE技术在远程网络启动过程中开展的具体程序如下:首先,PXE Boot ROM在工作站开机启动之后需要进行自身测试,PXE Boot ROM自检是工作站是否能够取得控制权,同时也是实现最终远程控制的核心步骤,自检完成之后,PXE Boot ROM便会以广播的模式在网络发送请求FIND数据帧,一旦服务器接收到工作站发送的请求的FIND帧便会做出回应,发出响应的DHCP数据包,DHCP数据包中具体包括了用户端的IP地址、开机镜像文件以及预置的交互通道等信息,服务器端在没有接收到工作站发送的请求的FIND帧的时候不会做出任何响应;接下来,当工作站接收到服务器发送给自己的DHCP响应数据包便会请求远程计算机启动所需要的所有资源,最终使得工作站的MAC地址保存到了服务器端的etnames.db文件中,服务器与远端工作站之间经过多次的请求与响应,远程启动所需的参数便最终在远端工作站确立,启动的控制权便交到了控制启动块,启动块便引导操作系统,最终成功实现了远程启动功能。

3 多克隆技术

在对计算机进行管理的工作中经常会遇到一个繁琐的问题:随着计算机科学技术的不断发展,办公软件、游戏软件等软件的更新速度变得非常快,如何高效的更新管理人员管理的所有计算机变成了迫切需要解决的难题,传统的更新策略不仅耗时、耗力,而且工作效率极其低下。多克隆技术的出现使得该问题得到了妥善的解决,多克隆技术甚至可以实现在极其不拆开的情况下进行更新,网络多播技术是多克隆计算机系统技术的支撑[4],多克隆技术采取一对多的形式同时对多个计算机更新网络数据,多克隆计算机系统技术的应用则需要稳定的网络传输速度。数据多播技术要求非常严格的网络克隆服务器稳定性能,此外,服务器在运行的时候必须具备能够同时处理并发和请求的功能,多克隆计算机系统技术的成功实施环境还需要确保100Mb网络传输速度,网络传输环境状况直接与多播克隆时能够连接的工作站的数量相关,因此,多播克隆的客户机的数量与网络传输速度环境呈正比例的关系。

4 总结

计算机远程控制技术的实现,给计算机网络管理人员带来了极大的帮助,通过远程控制技术,他们可以有效的管理计算机资源、定时、高效的远程控制用户的上机时间以及下机时间,这样不仅可以限制用户的登陆权限,还可以提升计算机机房管理中心的整体管理水平。本课题重点介绍了远端计算机系统唤醒技术、远程计算机服务器配盖与启动技术以及多克隆技术,通过本课题的设计可以使得远端计算机管理工作中所涉及到的工作站与服务器之间实现及时的交互功能以及控制功能,最终可以实现远程智能自动化控制远端计算机的目的。

参考文献:

[1]龚纯英.计算机机房管理系统远程控制技术研究[J].电脑知识与技术,2009(9):2108-2019

[2]马亮亮.计算机远程控制系统的设计与实现[J].河南科技2011(3)下:37-38

[3]宋彦儒,周翔.计算机远程控制系统设计[J].科技广场.2008(12):61-62

[4]马强.计算机远程控制系统的研究与应用[P].北京:中国地质大学,2007