计算机控制技术论文

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计算机控制技术论文:计算机控制技术课程考核方案设计

[摘 要]计算机控制技术课程是自动化专业的核心课程，该门课程融合了多个相关课程的内容，又与工程实践结合紧密，以往单纯的笔试方式无法全面了解学生对该门课程的掌握程度，也无法对动手能力比较强的学生产生激励作用，因此本文提出根据教学大纲要求，采用以能力评判为导向的课程改革新方法，实际考核操作过程表明该方法具有良好的评价效果，可实现性良好。

[关键词]计算机；控制技术；考核方案；设计

计算机控制技术课程是自动化核心专业课程，其主要内容包括计算机硬件接口技术、硬件抗干扰技术、网络通信技术、数字PID（比例-积分-微分）及先进控制技术，DCS（分布式控制系统）以及FCS（集中式控制系统）技术等核心内容，根据教学大纲要求，该课程需要掌握计算机硬件接口的实现方法和基本的抗干扰设计方法，掌握数字PID参数整定及优化方法，熟悉DCS和FCS基本结构，熟悉DCS在火电厂的具体应用，掌握DCS编程的基本方法。

由于该课程综合了微机原理、自动控制原理、信号处理与火电厂检测技术等课程的一些知识，学习内容又跟火电厂热工控制结合紧密，根据大纲培养要求以及现有的实验条件，以课程学习后应达到的专业能力进行综合评估为改革方向，改变以单纯的闭卷考试或者写课程总结方式考核的方式，对于促进教学相长，提高学生工程能力有一定价值。

为此，特结合大纲要求以及火电厂热工专业的相关能力的培养要求，拟充分利用现有的实验条件和图书馆的文献检索条件，对学生的专业能力进行相关考核具体内容如下。

1 文献检索和阅读分析能力考核（15%）

根据课程教学内容学生可对以下5个方面的内容进行研究及应用前沿进行分析与综述，最后提交综述报告，具体如下。

①硬件接口技术与抗干扰技术，包括AI、AO、DI、DO以及共模干扰信号的抑制方法；②数字PID以及先进控制技术，包括PID参数整定及优化方法，串级及前馈，模糊控制；③网络通信技术，包括DCS以及FCS所用的网络拓扑结构，网络存储方式，网络访问方式等国内外研究现状；④DCS及FCS技术，包括两种火电厂计算控制技术的发展趋势与方向以及研究进展。

2 热工控制系统实现方案设计能力（25%）

给定某一热工被控对象及其被控参数相关技术要求，对DCS或者FCS相关的硬件设备进行选型，包括采集模件、DPU、通信模块以及对执行器进行选型，主要对选型合理性进行评价，包括技术实现的可行性，性价比的合理性、可靠性以及维护的便捷性等多种因素进行综合分析。若采用IPC+板卡的方式实现，则须选择相应的工控机，I/O板卡、端子板、信号调理等相关的硬件，最后提交文字方案。

3 热工软件设计能力考核（25%）

结合热电厂的某一被控对象参数控制要求，在DCS编程环境上利用图元进行操作画面组态，达到基本形象和直观的要求，并利用动态显示方式对被控对象参数进行模拟仪表功能的实现；控制功能的实现主要以利用DCS组态环境中的逻辑和控制模块来实现对被控参数的调节，以及PID参数的整定和优化功能，可以结合MATLAB软件进行参数优化。该内容具体考核的实施在DCS实验室软件平台上实现。

4 I/O接口实现及硬件抗干扰设计能力考核（25%）

I/O接口以以下三种方式进行评价。

（1）给出输入输出信号范围，自行设计信号调理电路和抗干扰电路，并利用电路仿真方式观察调理电路设计的合理性，提交仿真结果。

（2）给定不同类型的多路标准信号，自行设计多通道采集系统，包含多路开关，A/D总线接口，查询或中断方式下跟ISA总线或者单片机（ARM）之间的扩展电路，提交相关的原理图。

（3）利用实验室现有的亚当模块和信号发生器实现信号采集功能，并利用软件编程实现抗干扰功能。

5 创新设计能力考核（10%）

虽然结合现有的DCS在火电厂产生了海量数据，但海量数据却具有无法对火电厂工艺管理进行指导的特点，因此，应有针对性地设计一套能结合应用的数据提取方案。

在对某专业班级学生进行实际考核过程中，考核方案具有可操作性强，能比较客观反映学生对课程的掌握程度等优点。

计算机控制技术论文:基于现代信息技术下“计算机控制技术”教学模式探讨

摘要：针对“计算机控制技术”一课的特点，本文主要对基于现代信息技术下“计算机控制技术”教学模式进行探讨，分别从教学方法、教学方式以及考试模式等方面探讨“计算机控制技术”的教学模式。经多年对该专业课教学经验，该教学模式不仅能提高学生的学习兴趣，而且能提高学生的综合素质。

关键词：计算机控制技术；教学方法；教学模式

随着信息技术、计算机技术的发展，大多院校将“计算机控制技术”作为自动化类专业学生的专业课，该课程的教学方式方法直接影响学生对现有控制算法的实用性[1]学习。从往届大学毕业生的毕业设计中表现出来的一些问题，绝大多数学生甚至卷面考试成绩优秀的学生都不能较好地将课堂讲过的理论知识很好地应用。因此，在后来的课程教学中，笔者努力探索如何让学生将理论知识应用于实际课题中，总结出了提高学生综合应用能力的教学方法、教学方式以及考试模式。

一、现代信息技术下课堂教学方法的探讨

工科教育作为我国高等教育中规模最大的教育，在整个教育体系中具有举足轻重的地位[2，3]。工科专业课主要是面向工程实际，培养学生专业素质和实践创新能力，直接为学生工作与就业做准备[4]。工科专业课教学是大学阶段重要的学习环节之一，直接关系到专业人才培养的质量问题，为适应时展的要求，专业课教学应改进教学方法、教学内容与考核方式，因材施教，结合多种实践形式巩固加深教学效果。教学方法是师生为完成教学任务，传授与学习教学内容所运用的手段和途径，包括教师教的方法和学生学的方法。

教学前应有充分的准备，教学大纲的制定、教材的选择、教案的撰写以及教学讲义的准备等都对课堂教学具有重要的作用。在明确教学课程后，首先分析学生的专业背景，因材施教，对不同的教学对象制定不同的教学内容，如对于自动控制理论专业学生，主要讲解一些控制算法以及控制器的设计；而对于电气自动化专业学生，教学内容应偏向电气类控制，如典型的PID算法在电机转速中控制的应用等。大纲的制定是教学的前提，教学应该根据相应的大纲内容选择相应的教材以及制定讲义。教学内容和目标确定后，教学方法是否得当，对教学效果起着非常关键的作用。高等学校常用的教学方法主要有三类[5]：第一类是运用语言传递教学内容的方法，如讲授法、问答法、讨论法等；第二类是通过直观感知和传递教学内容的方法，如实验实习法、演示法、参观法等；第三类是通过教师指导学生独自活动获取知识技能的方法，如自学指导法、练习法等。

随着现代信息技术的发展，课堂教学方法应从传统的课堂板书讲授为主的教学方法转变为多媒体教学板书辅助的教学方法。引入现代信息技术能帮助教师更生动地教学，教师的讲授过程中添加演示方法能使课堂教学变得更加生动有趣，增加课堂教学容量，加大教学密度，提高课堂教学效率，有些比较抽象的概念经多媒体的演示变得形象、生动，使教学更富直观性，教学过程更加活泼、有趣，也能增加学生的参与程度。结合多媒体技术能提高学生的学习主动性，激发起学生继续学习的积极性，同时开拓学生的视野，增强学生对现代科学技术的了解和兴趣。增加与教学内容有关的动画、影像、图片等素材，为学生创设愉快的语言学习氛围，让学生从上课开始就进入一个具有魅力、引人入胜的学习境界，加深了学生对专业知识的理解和记忆，引发学生的创新思维，从而优化课堂教学，提高教学效果。

对于典型的计算机控制技术算法如PID控制算法，可以通过多媒体仿真演示的方式，使学生明白什么条件下系统性能更好。例如PID直流电机转速控制，在多媒体下将电路以及参数设置过程给学生演示，根据自动控制原理知识建立直流电机转速控制的数学模型，根据数学模型建立仿真模型，绘制直流电机参数设置仿真图（如图1所示），然后建立PID仿真控制器，所有参数的设置以及模型的建立均在课堂经多媒体演示给学生，学生能明白如何将PID控制算法运用于实际电机转速控制。

二、现代信息技术下的教学方式探讨

教好一门课，除了课堂教学方法能提高学生的学习兴趣与积极性以外，现代信息技术下可以借助于网络技术实现远程教学、远程答疑辅导等，结合传统的课堂教学，使学生课后更好地了解所学知识。

学生可以通过实践来进一步了解理论知识的应用，实践课程包括校外的与校内的实践。根据学校条件，联系校外的智能仪器仪表等工厂，让学生了解如何实现智能控制，如何将智能控制算法应用于实际。校内开设1～2周课程设计，每个学生可以自己选定一种控制对象如炉温、电机转速等，将所学的控制算法用微处理器进行控制实现，设计一个闭环控制系统，使控制精度达到规定的要求范围。通过课程实践的教学模式能提高学生的动手能力。

三、现代信息技术下考试方法探讨

目前大多国内高校普遍采用单一的闭卷考试形式，考试内容一般以教材为主，考查学生对知识的记忆与理解，学生为考试而学习，缺乏学习的主动性和创造性。这种考核方式无法反映学生通过课程学习所获得的动手实践能力和创新思维能力，也与工科专业课以培养学生工程实践和创新能力的教学目标不相适应[6]，容易出现高分低能的现象。因此，为了全面推进素质教育，对于“计算机控制技术”课程，采取1：1的考试方式，即设计题与考试试卷各50分。为了激发学生的自主学习能力，将所学的专业知识综合地运用到实践中，提高动手能力以及协作、探索和创新能力，考核方式采用大作业的方式，对每个学生找一个自己喜欢且能实现的控制算法，并明确控制对象与控制目标，设计程序。针对实验室能演示的控制对象，每个同学要求对控制算法设计控制程序，对控制对象进行控制，并实现控制目标，达到要求的控制精度，如直流电机转速控制，要求转速控制精度在5%以内。如何编程实现，如果没有实现的对象，要求学生利用Matlab的仿真软件实现对控制对象的仿真控制实现。用多媒体ppt形式演示给同学们看，或者网络视频共享实现整个仿真过程。为了提高同学们的撰写科技说明文写作水平，每个同学写出一篇科技论文，讲述清楚对控制对象实现控制的目标，写明控制算法，如电机转速的控制，允许控制误差，附上演示的程序与流程框图、参考文献等。通过大作业的形式，不仅加深了学生对课本知识的了解，也锻炼了学生对科技论文的撰写能力，为学生毕业设计做好了准备。同时，专业课的理论知识也应该掌握，因此理论闭卷考试也是有必要的，对于控制器设计如最小拍有波纹、无波纹等控制器的设计与系统性能分析等理论计算测试是必须的。

四、结论

针对现代信息技术下“计算机控制技术”课程的特点，从教学方法、教学方式手段以及考试模式等方面探讨该门课的教学模式，对学生学好控制算法具有重要的作用。教学方法主要针对教师的课堂教学前材料的准备、课堂教学方法进行了探讨，对于典型算法的实现需要利用现有的多媒体技术，一步一步演示给学生看，激发学生的兴趣，课堂多讨论、多提问实现师生互动。基于现代信息技术下“计算机控制技术”的教学方式进行了讨论，充分利用信息技术、网络技术等实现远程视频教学，远程答疑。最后对该门课的考核方式提出了1∶1的考核模式，有助于提高学生的综合素质。

计算机控制技术论文:铝电解槽生产工艺计算机控制技术优化应用

摘 要：铝解不仅属于高耗能、高污染行业，国家产业政策对其严格限制，而且在经济形势低迷、产能严重过剩的情况下，诸多新兴企业以技术、装备、资金及成本等优势占据了市场主动，相对而言，投产较早、相对落后的企业或系列则处境艰辛，如何利用计算机新型技术对其进行优化控制成为当前该行业应首要考虑的问题。

关键词：铝电解； 计算机技术；生产工艺

中国铝电解槽工业发展速度之快， 已推动中国成为铝工业强国。近年来， 在中国经济快速发展的进程中，电解铝产能得到了突飞猛进的扩张，电解槽设计技术已成功投产了 500 kA 系列，并将试验研究的触角伸向了 600 kA 系列，目前 600 kA 电解槽已在中铝连城分公司投入试验应用。无疑，借助先进的计算机控制技术对铝电解槽生产工艺技术进行调整，实现各种技术及其工艺参数间的响应与匹配，减少人为因素干预，达到铝电解生产完全自动控制的理想境界。

一、铝电解槽生产工艺计算机控制技术优化

（1）技术原理

新的技术原理依然是建立在以槽温、 电解质体系初晶温度、分子比、 槽工作电压、 氧化铝浓度及氟盐量等为主的铝电解槽静态平衡的基础上， 在实际生产中，由于多项工艺技术共同发生作用，电解槽实际已由最初的静态平衡发展成为新的动态平衡， 动态平衡依然是由上述多项工艺技术支撑。但关键在于，由于多项工艺技术及其参数不能有效地匹配，难以实现多参数平衡控制， 电解槽的某些技术本身已发生了严重的偏离， 恶性循环影响了体系的生产效力。因此， 新技术目的很简单， 依据电解槽原理， 通过调整各技术参数，还原动态平衡为静态平衡，然后对动态平衡下的各项工艺技术通过计算机程序进行重新调整，实现最佳匹配。

（2）主要问题与原因

以某企业16kA系列槽况为例，其主要特征如表1所示，该系列槽电解质体系分子较高，锂盐含量过高，颅底压降高，槽工作电压也明显较高，槽实际运行状况无法维持稳定状态，运行状态较为脆弱，易引发病槽事故，对其原因进行相关性梳理，总结结果如下：

二、新开动铝电解槽电流效率较低的原因

（1）温度

在初始时 ， 电解槽本身温度低 ， 尚未达到热平衡 。故启动后一段时间内， 电解槽保持较高的电压和阴极效应系数， 以保持较高的温度。启动后期要逐渐提高铝水平， 使槽膛内壁逐渐形成结壳。

（2）电解质酸化

由于此段时间炭阴极强烈吸收氟化钠 ， 除了较先析出钠的原因之外， 本身由于不使电解质酸化 ， 需保持较高的分子比外， 也不允许加入过量的氧化铝。

（3）预热

在预热、 启动和启动后期的前 3个月内的能量消耗， 与电解槽走入正常后的能量消耗相比， 显然要高很多 。仅启动后期前 3个月内的电流效率降低一项 ， 多用的电能消耗就高达正常槽能量消耗的 3 ～ 4倍 。

三、大型铝电解槽生产初期的工艺控制优化

（1）新开动的铝电解槽的特点

其主要特征是新开动铝电解槽阴极上析出铝又同时析出钠。钠从铝液中扩散入阴极炭块的表层， 并通过炭块的气孔和晶格 2条途径顺次向下扩散。因此， 在电解槽开动初期， 需要添加相当数量的炭酸钠 （ 相当于添加氟化铝），以保持电解质成分一定。虽然采用的阴极块种类不同， 此段时间吸收氟化钠的程度不同，但对于一个 280k A以上的大型铝电解槽在启动后的前 2个月内 ， 至少需要补给 2t 以上的氟化钠 （ 用炭酸钠） 。

（2）计算机控制技术优化

电解槽技术参数间呈现的不匹配及紊乱现象，不稳定的槽运行状况，较低的主要技术经济指标，说明该系列铝电解槽技术体系发生了偏离， 且与行业先进技术相比，该体系中计算机控制技术没有充分发挥优势，需要对该体系的计算机控制技术进行强化，从而实施技术纠偏。技术纠偏是建立在计算机管理技术基础之上的，是依靠计算机控制程序，通过对铝电解生产过程相关技术及其参数适当进行匹配调整，提高计算机自动控制性能， 减少人为干预， 实现稳定性增强、 自控能力强的槽况。

四、结语

对投产较早的铝电解系列， 因其技术装备水平相对落后，所进行的技术调整是在对槽况还原为理想的静态平衡的基础上， 对其动态平衡的诸项工艺技术参数进行平衡控制的过程。这个过程尽管是借助铝电解槽生产的计算机控制技术来实现， 但因改善体系性能是个系统性的工程， 调整过程存在长期性、 复杂性， 甚至存在艰巨性和反复性。大型铝电解槽生产初期的工艺控制优化 ，对减少超大型预焙铝电解槽阴极早期破损 、提高其寿命和技术经济指标 ， 意义极为重大 ，然而， 它亦是一项需要设计与生产相互协作 、紧密配合才能很好完成的科研项目。

计算机控制技术论文:计算机控制技术原理及设计

摘 要 随着科学技术的发展，人们越来越多的用计算机来实现控制。近年来，计算机技术、 自动控制技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展，给计算机控制技术带来了巨大的发展，因此，设计一个性能良好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统包括硬件、软件和控制算法等方面，一个完整的设计还需要考虑系统的抗干扰性能，使系统能长期有效地运行。本文简单分析了计算机控制技术原理及其应用。

关键词 计算机控制技术 特点 设计

1计算机控制系统的组成

计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。计算机控制系统的硬件构成将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控制系统。计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。软件系统是控制机不可缺少的重要组成部分。只有在适当的软件系统支持下，控制机才能按设计的要求正常地工作。控制机的软件系统包括系统软件和应用软件两大类。系统软件是用于计算机系统内部的各种资源管理、信息处理相对外进行联系及提供服务的软件。应用软件是用来使被控对象正常运行的控制程序、控制策略及其相应的服务程序。应用软件是在系统软件的支持下编制完成的，它随被控对象的特性和控制要求不同而异。通常应用软件由用户根据需要自行开发。随着计算机过程控制技术的日趋成熟，应用软件正向标准化、模块化的方向发展。标准的基本控制模块由制造厂家提供给用户，用户只需根据控制的要求，经过简单的组态过程即可生成满足具体要求的专用应用软件，大大方便了用户，缩短了应用软件的开发周期，提高了应用软件的可靠性。

2计算机控制系统的特点

计算机控制系统中除测量装置、执行机构等常用的模拟部件之外，其执行控制功能的核心部件是数字计算机，所以计算机控制系统是模拟和数字部件的混合系统。其具有以下几种特性：

（1）计算机控制系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计；

（2）计算机控制系统中，修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改，使系统具有很大灵活性和适应性；

（3）计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算能力，一个控制器经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路；

（4）采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高；

（5）对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入，对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的控制规律决定进一步的的控制过程，根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

3计算机控制系统的设计

3.1系统方案设计

我们依据设计任务书进行总体方案设计，对体系的硬件、软件的构造考察它的要求，推算出合适的系统，组成一个新的系统。设计人员也可以组织自己设计的模式，但是要控制体系结构，包括微型的处理器、存储器、选择好接线口、传感器、硬件的设计与调试的基本内容。

3.2控制任务

我们要对超控设备进行调研和研究，了解工作程序的要求，了解需要接收的任务，涵盖体系的终极目标，数据流量还有准确度，现场的要求，时间的控制，要严格按照计划说明操控，实现整个系统操作。

3.3软件设计

计算机软件的设计要依据体系规划的总意见，确定体系下所要完成的各种功能及完成这些系统性能的推理和时差序关系，并用合理组成部件表格画出来。它们是根据体系组成表格不同的功能，分别规划出相应的控制体系所需要的软件。例如仿真的量输入和仿真量输出及数据处理还有互联和打字版处理格式等。每一种表格都可以单独进行实验调试，各种表格分别实验调试好以后，再按工作路线图推理和时间顺序关系将它们正确组合、互相连接、实验和调试。

3.4现场安装调试

首先要按设计计划合理组装，对体系结构进行大体的演练和比较准确的演练，结合演练的结构数据重置体系和储存数据进行软硬件的调试，他们的构件组成都可以在演练数据下用对演练数据进行试研的办法同时进行，同时他们要进行统一的实验及推理，仿真物体是这个体系验证的最基本要求，而好的体系数据调整试验要在现场进行。

在计算机控制系统中，用计算机代替自动控制系统中的常规控制设备，对动态系统进行调节和控制，这是对自动控制系统所使用的技术装备的一种革新。总之，随着计算机软件技术的逐渐发展，计算机的操作控制正逐步进入到生产的各个领域。

计算机控制技术论文:《计算机控制技术》课程教改探讨

【摘 要】近年来随着互联网、物联网、云计算的迅猛发展，数据多元化将当今的信息社会推向了“大数据”时代，所以顺应时代的潮流，有必要将“大数据”的思想融入到《计算机控制技术》的教学改革当中去。本文提出一种基于“数据驱动建模”的教学方法，致力于培养学生对数据建模的融合贯通能力，适应当今社会对人才的更高要求。

【关键词】计算机控制技术；教学改革；系统建模；数据驱动

0 引言

随着计算机技术的飞速发展，计算机控制技术被广泛应用于工业生产、电子通讯、机械设备等各个领域。因此，许多高等院校都开设了《计算机控制技术》这门课程，它是以自动控制原理为基础，以计算机控制技术为核心，综合测控技术、可编程控制技术、计算机网络技术等的综合性学科，致力于培养企业生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化的专业人才。计算机控制技术本身的特点决定了可以利用软件来实现控制算法，通过强大的的运算功能和逻辑判断功能来实现最优控制、自适应控制等连续控制系统难以胜任的复杂规律[1]。鉴于《计算机控制技术》课程的重要性，对课程教学的研究、探索和实践是十分必要的。

近年来，随着互联网、物联网、云计算的迅猛发展，由“人、机、物”三元世界在网络空间（Cyberspace）中交互、融合所产生的数据多元化将当今的信息社会推向了“大数据”时代[5]，大数据的涌现正逐步改变人们的生活和工作方式、企业的运营模式，IBM公司提出了“智慧地球”的理念，德国提出了步向“工业4.0”的目标，今年总理在政府工作报告上也提出了“互联网+”的概念。同时，大数据也吸引了不少学术界的广泛关注，2008年，英国《自然》杂志推出大数据专列，专门探讨“P8时代的科学”以及科研形态的变化，指出：“数据为准绳的理念指导，以及强大的计算能力支撑，正在驱动一次科学科学方法的革命”。美国《科学》杂志也在2011年推出专刊“Dealing with Data”，围绕“数据洪流”展开讨论，将大数据深度分析作为未来研究的重要突破点[2]。所以顺应时代的潮流，将“大数据”的思想融入到《计算机控制技术》的教育改革，既是一项严峻的挑战也是一个宝贵的机遇。

1 课程教学中的普遍问题

《计算机控制技术》课程所涉及内容丰富，大体可以分为控制系统和计算机系统两大方向。具体的内容主要包括如下几个方面：①以控制理论为主体，阐明离散系统和连续系统在建模、推理、结论上的区别；②将计算机系统与控制系统进行融合；③传统控制论优化算法及其仿真模拟；④智能算法、模糊识别的应用；⑤微型计算机的嵌入式开发，如ARM、PLC、等；⑥计算机系统的软件开发等[3]。

目前，多数院校对于《计算机控制技术》这么课程，主要采用“以课堂为主，实验为辅”的教学模式，加上该课程是一门专业性和综合性较强的学科，涵盖的内容较多，所以学生在学习过程中普遍感到吃力[4]。此外，课程教材和参考书种类众多，但内容并不统一，基本分为偏重理论教学和实际工程应用两大类。然而，真正能运用到当今主流的大数据、云计算相关技术的并不多。所以，基于上述问题，对目前《计算机控制技术》教学中存在的不足总结如下：

（1）数据的概念不强

目前，许多院校对于《计算机控制技术》这门课程的重心停留在理论授课上，即使开设的实验课程还是以演示性为主，如A/D转换实验。学生没有系统的将所学知识转化为实践，更谈不上对实验数据的信息进行有效的存储，并结合所学习的理论知识对其进行分析和验证。此外，对于当今主流的数据挖掘算法，提供相应的实践机会较少。

（2）传统建模思维的束缚

传统控制理论过于依赖模型的建立，为了保证所建立模型的精确性，模型的阶次有时会变得很高，基于高阶系统模型的控制器设计、稳定性分析等问题就会变得很复杂。事实上，数据只是为了辅助算法，实现对模型进行较好的评估和预测等功能。

（3）数据挖掘算法的普及不深

利用计算机技术对大数据进行挖掘分析，发现蕴含的知识，研究运行的规律和发展的趋势是挖掘网络大数据的深层价值和实现社会行为可计算的主要途径[5]。然而，许多院校在《计算机控制技术》这门课程中，并没有在数据驱动这个方向上进行改革和突破。

值得注意的是，很多院校对《计算机控制技术》教学的思维方式还停留在工业时代，即以控制系统相关学科作为理论基础，再通过科学实验来强化学生在计算机软硬件方面的学习。但是随着信息技术的快速发展，“物联网、云计算、大数据”的提出，迅速取代了人们对于传统行业的认知。所以，有必要借助“大数据”的思维方式来思考《计算机控制技术》的课程改革。

2 基于“大数据思维”的《计算机控制技术》课程教学改革

在传统建模仿真研究中，数据不是模型的本体，它只是为模型的仿真运行提供基础条件。然而，随着大数据的迅速发展，由“人、机、物”三元世界的互相交融将数据的来源也变得多元化，通过仪器采集、网络存储、仿真模拟生成等方式来获取数据，所以数据对建模的作用也愈发重要，并开始逐渐成为主导地位。只要数据足够大，只靠数据就可以完成科学发现，因此不再需要数学模型。这就是所谓的“数据优先”模式[2]，一种由数据驱动的新模式、新思维。正如《连线》主编Chris Anderson所断言：“数据的洪流是传统科学方法变得过时，相互关系已经足够，没有了具有一致性的模型、统一的理论和任何机械式的说明，科学也可以进步”。换句话说，传统建模方法对于科学而言并不是必须的，大数据建模方法将会是一种新的科研范式。

2.1 将“数据驱动建模方法”作为思考问题的出发点

数据驱动的概念最早来自计算机科学领域，在设计过程中以数据库中的数据为导向，利用受控系统大量的在线、离线数据，实现对系统的评价、诊断、决策、调度及监控等功能[6]，探索背后的科学规律。近年来，随着人工智能技术的发展，特别是机器学习领域，迅速丰富了经验建模方法。通过获得系统的各过程变量（输入、输出和中间变量）描述表达式，这种方法称为“数据驱动”建模方法。

基于实际工业生产系统的数学模型复杂、测控信号精度差且不完整、易受随机扰动的影响、状态维数高等特点，传统的建模方法，为了保证模型的精确性，模型的阶次会变得很高，这样研究系统的控制方法和动态特性会变得复杂，而利用“数据驱动”建模方法，将已知的输入、输出数据在线或离线学习计算与当前状态相匹配的控制量，再将模式识别、人工智能方法作为补充，从而满足系统的静态和动态性能要求。目前，利用“数据驱动”的思想建立研究对象的预测和控制模型是主流的趋势，而已经形成系统的建模方法主要有：线性/非线性自回归模型、神经元网络模型、基因算法模型、模糊人工智能模型、贝叶斯分析网络模型以及支持向量机模型等。

2.2 基于“数据驱动建模”的教学方法

一般来说，数据驱动建模流程可分为：数据初始化、变量的统计分析、算法模拟和模型的在线校正等过程。

（1）数据初始化

通常，数据的初始化大致可以分为数据的采集、选择、预处理。具体的步骤如下：①通过采集的数据，对数据结构有一定的认识，同时对数据辨识可能产生的问题及建模的复杂程度有所估计，从而决定适宜的训练模型。②对数据模型评估之后，即可以对数据进行选择，一般选取70%的比例作为算法数据，其余的30%数据作为测试数据；③选择好训练数据以及测试数据之后，为了能够获得较好地训练效果，必须对数据进行预处理，使其满足所选辨识方法的要求。例如归一化处理，填补缺失值，异常值检验等。

（2）变量的统计分析

通常，在完成第一步的基础上，需要结合统计理论方法对输入、输出变量进行相关性分析、主元分析等，以研究二者间的关联关系，从而对模型进行预估判断。此外，为了更好地定性分析，需要适当地增加与主导变量有关的辅助变量，通过机理、经验构造辅助变量与主导变量的数学关系，从而更好地对主导变量进行估计。

（3）算法模拟

在经过统计方法的分析之后，利用模糊识别、人工智能算法对训练数据进行回归分析，例如神经网络、支持向量机、贝叶斯网络等工具实现线性或非线性的预测逼近能力。然后再利用测试数据在预测模型上进行测试，得到的输出结果和目标数据进行比对，根据预先制定的统一规则进行评判。通过不断训练学习的办法获取输入、输出之间的函数逼近关系式，得到合适的模型。

（4）模型的在线校正

在线校正是数据驱动建模应用中不可缺少的一部分，尽管已有不少离线校正的方法，但在线校正的方法十分有限。因此，开发更多实用方法，以适应复杂工业过程控制的需要。判断预测模型的某个关键参数是否最优，其本质上就是如何对参数值进行调优，使预测模型的错报率最小化[7]。目前，解决参数寻优问题的研究成果主要有两种：①定期进行非训练样本与固定参数值得的错误率敏感性分析，依据敏感性分析曲线优化关键参数值，如交叉性验证技术、留一交叉验证法等；②根据知识经验或统计分析确定机器学习方法错误率的上界，并不断优化错误率的上界，使边界差距尽可能小，从而实现参数校正目的[8]。

3 结语

本文围绕“数据洪流”展开讨论，尝试对《计算机控制技术》进行教学改革，提倡培养“大数据”的思维对系统进行建模。通过调整教学内容，结合各种交互式教学方法，提出了一种基于“数据驱动建模”的教学方法，致力于培养学生的学术理论的融合贯通能力，技术创新思维和动手实践能力。

计算机控制技术论文:“计算机控制技术”双语教学初探

摘 要：首先介绍了在高校理工科学生中开展双语教学的重要意义和必要性。然后结合作者所在学院双语教学的现状和“计算机控制技术”课程的特点讨论了在学院开展“计算机控制技术”课程双语教学的实施计划。最后结合实际教学情况阐述了进行“计算机控制技术”课程双语教学应该注意的一些问题。

关键词：计算机控制技术；双语教学；必要性；实施计划

机械电子是工程科学的一个跨学科的新兴专业，为了开阔教师和学生的国际化视野，探索一条适合于机械电子工程类课程的双语教学模式极为重要。本文在充分调研相关参考文献的基础上，立足于“计算机控制技术”课程，从开展机械电子工程专业课双语教学的重要意义与必要性、开展“计算机控制技术”课程双语教学的实施计划和进行“计算机控制技术”课程双语教学中应该注意的一些问题等方面进行阐述。

一、开展双语教学的重要意义和必要性

一般来说，双语教学指的是在教学过程中以外语为教学媒介来进行非英语专业课程的教学方式。双语教学可以完成专业课程的教学任务，通过使用原版英文教材、制作英语课件、英文授课、使用英语完成作业和考核等手段来提高学生的英语听说读写能力和使用英文进行交流和表达的能力。目前，比较受关注的双语教育模式有沉浸式双语教学模式、导入型双语教学模式和三向分流双语教育模式等。近些年来，我国的综合国力得到了迅速提高，在经济、科技、文化等方面与国际交流不断增加。这对英语的使用和交流表达能力提出了更高的要求。为了更好地适应经济全球化，英语的熟练掌握和灵活使用起着至关重要的作用。因此，大学学习中除了进行相应英语课程的教授外，专业课程双语教学也势在必行。

双语教学有利于学生提高英语的听说读写能力和交流水平。在专业课程双语教学中既传授了专业理论和英语语言知识，也可以通过课堂讨论、专题研讨等形式培养学生的语言交流能力，提高学生使用英语进行文献查询、问题讨论的水平。这样可以在很大程度上丰富学生的词汇。计算机技术和互联网技术的飞速发展使得学生获取知识和信息的手段与速度大大提高。双语教学中，学生可以频繁地接触和使用英语进行学习和交流。

二、“计算机控制技术”双语教学的实施计划

“计算机控制技术”是机械电子工程方向的一门重要的专业课程。涉及的教学内容丰富，难度相对较高，英语专业词汇多。因此在准备教学辅助材料时要做到精挑细选。计算机控制技术双语教学辅助材料的建设包括原版教材配套的讲义的制作、制作与收集相关音像资料和建立与双语教学相应的题库。在讲义中，要对原版教材的重点和难点内容进行注释，可以让学生更好地理解教材内容，避免因英文太难而产生厌学情绪。对书中的相关专业词汇和术语增加中文注释，在书后增加中英文词汇对照表，这样有利于学生对教学要点的理解和掌握。为了提高学生学习的积极性，应建立有利于激发学生学习主动性的试题库。

为了适应高校教学的要求和提高专业课程的授课效果，应该采用启发探究式的教学模式和研讨式的教学方法。在教学方法上，要充分调动学生的学习热情和积极性。在教学中，既要注重发挥传统教学灵活性强、节奏感好的优点，又要充分利用多媒体等新兴的教学手段教学形象、直观的特点。

三、双语教学中应该注意的一些问题

1.注重双语教学师资力量的培养。在双语教学中，常常会遇到这种情况，一方面，外语专业出身的教师具有较强的外语听说读写能力，但欠缺理工科专业课程的知识；另一方面，部分专业课知识扎实的相关专业教师由于缺乏外语使用的环境，虽然有一定的外语基础，却受到外语听和说的限制，无法胜任相关专业课程双语教学任务。因此，要重视双语教学教师的选拔和培养，积极引进英语水平高的年轻博士和有海外留学经历的教师。鼓励年轻教师积极阅读英文文献，撰写英文文章，安排教师去国外进行中长期的访学和短期的英文培训，提高教师的英文听说读写能力。

2.随着我国社会经济和国际化进程的不断发展，社会对大学毕业生外语能力的要求越来越高。这就对高校理工科的双语教学提出了更高的要求。

本文结合我院“计算机控制技术”课程双语教学的思考，阐述了在高校理工科学生中开展双语教学的重要意义和必要性，讨论了在学院开展“计算机控制技术”课程双语教学的实施计划。最后结合实际教学情况阐述了进行“计算机控制技术”课程双语教学中应该注意的一些问题。

计算机控制技术论文:《计算机控制技术》课程实验教学探讨

摘要：《计算机控制技术》是一门理论与实践相结合的课程，也是计算机、信息和控制类专业的必修课，在专业课程体系中处于至关重要的位置。本文以《计算机控制技术》的课程实验为基础，总结了实验过程中所遇到的困难以及实验教学中所面临的问题，介绍了在实验教学改革中已经取得一定效果的具体措施。

关键词：微机原理；课程；实验教学

一、引言

《计算机控制技术》是计算机、信息和控制类专业的一门专业必修课。该课程将自动控制原理、计算机技术和通信技术进行了结合，具体而言，就是通过计算机替代传统的控制器构成闭环反馈系统并实现较为复杂的控制算法。随着计算机技术、传感技术和通讯技术的发展，传统的控制系统正由集中的模拟控制体系加速向开放的数字控制体系发展。越来越多的控制系统正采用计算机来取代传统的控制器。与传统的控制系统相比，计算机控制系统具有成本低、效率高、安装和维修简便以及灵活性和可操作性强等优点，同时可实现计算资源共享，从而提高系统资源的利用率。这类日益广泛的计算机控制技术已在各类工农业生产、航空航天、交通系统、无线通信、机器人、智能建筑、国防等领域获得了广泛的应用。由于计算机控制系统本身所具有的特性，要求相关专业人员在了解并掌握工业计算机的软件、硬件以及外围设备的基本原理和方法的基础上，将被控对象、传感器、控制器、执行机构相联接构成一个有机的整体，完成预定的任务。

本门课程是在开设了《汇编语言》、《微机原理与接口技术》、《自动控制原理》及《电路电子技术》等先修课程后，再为学生开设。《计算机控制技术》是一门理论与实践相结合的课程，学生只有通过本课程的理论学习，在掌握了计算机控制系统的分析和设计的基础上，动手构造有关电路并上机调试设计的程序，才能充分领会、理解并掌握教材中的内容。

二、《计算机控制技术》实验教学存在的问题

在传统的教学活动中都是以教师为中心，教师的主要任务就是在课堂上以生动的语言来进行知识的传播，学生则在教学过程中处于一种被动的认知和接受的位置。《计算计控制技术》课程通常采用理论教学和实验相结合的方法进行教学，课堂讲解传授理论知识，实践教学帮助学生认知、提高应用能力。但以往的教学普遍以课堂教学研究为重点，而对学生进行有效的试验实践研究不够重视。尤其传统的实践教学通常是以验证为主的实验方法，一般只要求学生根据试验原理总结实验现象，而这些试验现象都是一种必然的结果，这种实验教学方法往往可以使学生取得一些深层次的认识或体验，但是对学生分析与综合设计能力、整体创新能力的培养仍然不够。达不到提高学生独立创新和应用能力的教学目标[1]。因此，对传统实验教学方法的改革迫在眉睫。

三、《计算机控制技术》实验教学的改革

1.重新编写与实验设备配套的实验指导书。试验教学的改革从编写新的试验指导书开始，新的试验指导书既与选用教材又与试验设备相配套。实验指导书的改革主要体现在三个方面：第一，增加学生独立设计试验步骤的部分。具体而言，在试验指导书中只需提出实验的目标、功能要求和性能指标，然后由学生独立完成所需要的试验步骤。只提实验要求，能够改变学生只按照实验指导书的步骤而不加思考的状况[2]。第二，由学生独立设计试验数据表格。试验的结论都是由试验数据总结出来的，所以要求学生能够完成试验表格的设计，且系统的设计与实验过程等所有工作也都由学生自己完成。第三，增加一些加宽、加深的试验内容。由于学生的试验能力不处于同一层次，所以需要为那些基础好、动手能力强的学生提供更多的学习机会。

2.减少验证性的实验内容，增加综合性的实验内容。教师要从教授实验方法、检查实验结果转变为引导学生完成相关实验项目，共同分析、解决实验中的相关难题。这样就给学生造成了一种学习压力，促使其提高学习热情和主动性，使学生从被动的学习转向自觉的研讨。在试验内容的安排上，要减少验证性的试验内容并相应增加综合性的试验。除个别规定的验证性实验外，不给定实验电路图，不指定详细的接线步骤，完全由学生在掌握现有实验资源的前提下设计相应的实验电路。在程序设计上也要强调学生在实践活动中的主观能动作用，除专门规定的验证性实验外，不指定详细的编程步骤，不给定详细的流程图和实验程序，对学生完全开放，由学生自主地编写相应的程序。同时学生也可以自由发挥，去做自己想做的不受教学内容局限的实验[3]。根据一直以来的教学总结，发现计划实验教学课上的时间还不足以满足同学门的实践需求。这就要求实验室除进行计划实验教学之外，还应满足学生自由进行实验的要求。为此，采取了开放式的实验室管理办法，将空闲实验室向学生开放。学生可以根据计算机控制系统的基本原理和现有的实验室资源，自己拟定试验目的以及预期试验结果，并设计构造相关的试验内容以及试验步骤。并且鼓励学生根据自己的兴趣爱好自由地去做想做的实验，这样学生的实验内容和要求都会有所不同，进而促进学生的学习兴趣。

3.组织学生参加课外兴趣小组。以上讨论的都是课程中的实验教学，除了规定的课程实验之外，教师还要组织对计算机控制技术感兴趣的同学成立计算机控制技术兴趣小组。这种兴趣小组可以让同学们自由发挥，比如，对新技术理论感兴趣的同学，可以在教师的指导下围绕最新技术收集资料，探索科学研究的前沿，成立讨论小组，并开设专题报告，从而增加自己的阅历；对设计感兴趣的同学，可以提供基本的原材料，让学生开发和研制一些实用的科技小产品。这种做法的最大好处就是带动了学生的学习积极性，让学生能够感到学习也是一种乐趣，同时还能让同学在无意识之中巩固了理论知识，并将理论应用到实践，提高了学生的实际应用能力。兴趣小组成立后，在兴趣小组中选取一部分优秀作品，根据作品的创新性和实用性，指导学生申报校级甚至更高级别的学生科研课题。对于有课题的教师，可以让部分优秀同学加入到教师的科研课题中，让同学尽早地接触科研活动的整个过程，启发学生独立思考，充分发挥学生的创造性，提高学生的综合素质。然后再从学生的科研课题中选拔优秀的项目参加设计大赛，比如电子设计大赛、飞思卡尔智能车大赛、机械创新设计大赛等，这些竞赛活动使学生受益非浅，从学生被动地要求做实验，到学生主动地要求进实验室做实验，加深了对课本知识的理解与融会贯通，学到了许多书本上所学不到的东西，培养了创新设计能力。

四、《计算机控制技术》实验教学改革的效果

1.激发了学习积极性，提高了自学能力。实验指导书中的设计内容都是根据学生的实际情况和当前计算机应用领域的最新案例自行设计的。这些案例在学生身边都能经常地接触到，也是学生非常感兴趣而又特别好奇的计算机控制系统，这可使学生感到所学内容跟得上时展的需求并具有相当的实用价值，学习积极性能够得到进一步的提高。由于部分实验是考查学生的自学能力，无法在课本中找到现成的答案，只能通过所学到的理论知识并查阅相关资料才能解决，从而促进了学生学习和自主思考的能力。

2.培养了学生的创新能力。在传统的实验教学中，学生不用思考也不需思考，只是按照已知的实验步骤完成实验，只是一个被动的接受者，很难谈得上训练创新能力和创新意识。而将学习的主动权交给学生，让学生成为实验的主体，改变学生从书本出发而不是从问题本身出发的思路，摆脱书本的束缚。让学生从查阅资料开始，进行总体方案设计、编写控制算法程序、调试系统、选择参数、直到得到最佳实验结果。在这种创造性的工作中，给他们提供了一个自由想象和大胆创新的空间，激发了他们的创新欲望。实验把动脑和动手有机地结合起来，培养了他们的创新意识和创新能力。

3.提高了学生的工程实践能力。实践是创新之源，工程实践是创新的基础，提高学生的工程实践能力才是工科教学的重点之重点3]。由于编写了新的实验指导书，学生在实验中必须考虑各部件之间的电路连接、相互控制、整体配合等细节，需要通过不断的摸索，总结出一套行之有效的办法。在这样的实验活动中，学生通过对相关资料的归纳、整理，对实验过程做有效的梳理，认真总结实践中出现问题的原因和解决问题的方法，充分地认识设计的优缺点，为探索更加优化的设计、实现方案，为今后的工作实践打下良好的基础，从而使学生不论是从知识的积累上还是能力的提高上都会产生一个极大的飞跃[4]。

五、结论

通过实验指导书的改编，提倡学生自己编程做计算机控制技术实验，这激发了学生的兴趣，增强了学生自主思考、综合运用知识的能力，提高了学生分析问题解决问题的能力，训练了学生的创新能力和创新意识，取得了良好的实验教学效果。随着学科建设以及实验室建设的发展，一些先进的实验设备已经到位，如过程控制实验系统、倒立摆实验系统、随动系统等，我们将逐步把这些设备与计算机控制技术实验结合起来，开发更加先进、更具有实际意义的新实验，为感兴趣的学生提供纵深发展的机会。

计算机控制技术论文:自动化生产线上计算机控制技术的应用探析

摘 要：计算机控制技术在自动化生产线上的应用，能够有效的提升自动化生产线的智能程度，从自动化生产线上的各个生产环节中减轻工人的工作量，从整体上提升自动化生产线的工作效率，有效的提升自动化生产线的生产质量和生产效益，但是值得注意的是，计算机控制技术在自动化生产线上的应用必须做好计算机控制系统的设计，保证计算机控制系统的设计能够有效的满足自动化生产线的生产要求，避免计算机控制技术在自动化生产线应用过程中的不合理现象。本文将针对计算机控制系统的设计进行分析，进而针对自动化生产线上计算机控制技术的相关应用进行具体的探析和阐述。

关键词：自动化生产线；计算机控制技术；计算机控制系统

计算机控制技术是当前科学技术发展过程中的重要技术结晶，其囊括了包括电子技术、自动控制技术以及计算机应用技术等诸多技术内容，同时使用计算机控制技术作为核心控制技术，综合应用可编程控制技术、单片机技术以及计算机网络技术在内的多种技术，有效的提升了生产技术应用过程中的精密化、信息化以及智能化和自动化，对于提升生产技术的生产质量、生产标准以及生产效率等都有着十分重要的意义。将计算机控制技术应用在自动化生产线上，同样能够有效的提升自动化生产线的可控制性，更进一步的提升自动化生产线的相关特性，而想要充分的发挥计算机控制技术的相关性能，首先就需要完成计算机控制系统的设计工作。

1 计算机控制系统的设计

计算机控制系统的设计一般可以分为系统硬件、系统软件两个部分的设计任务，因此计算机控制系统的设计主要包括以下内容：

（1）计算机控制系统方案

计算机控制系统方案主要是针对计算机控制系统的硬件系统以及软件系统进行全面细致的分析，建立相应的模型，保证计算机控制系统的设计方案能够具备相应的合理性以及科学性，同时计算机控制系统方案还应该针对软件系统、硬件系统的价格与时间进行合理的控制，提升计算机控制系统的实践性、经济性以及实用性，注重计算机控制系统的使用寿命。此外，计算机控制系统设计的过程中可以在计算机系统现场安装的过程中再次进行优化，直到满足自动化生产线的要求为止。

（2）计算机控制系统任务

计算机控制系统任务的设计主要是针对计算机控制系统运行过程中的相关运行标准、运行要求以及运行时间等等内容进行全面细致的分析和记录，保证计算机控制系统能够更加有效的融入到自动化生产线的生产任务中，保证计算机控制系统工作过程中的健康使用，避免出现计算机控制系统不堪使用的现象。

（3）计算机控制系统软件

计算机控制系统软件主要还是针对计算机控制系统组成内容中的各个功能性模块进行设计，同时将计算机控制系统相关功能模块的连接关系进行科学合理的处理，针对计算机控制系统的功能模块合成性进行设计，确保计算机控制系统软件应用过程中的功能性得到有效的满足。

（4）计算机控制系统硬件

计算机控制系统硬件的设计主要还是完成对计算机控制系统的整体组装工作，计算机控制系统一般都会直接安装在自动化生产线的生产现象，同时相关工作人员还应该针对计算机控制系统组装以后的功能进行调试，确保计算机控制系统的实践性。

（5）计算机控制系统合成

计算机控制系统的合成主要指的是将计算机控制系统的主要组成结构，计算机系统的自动检测仪器以及计算机控制系统的设计软件等等进行全面的安装和使用，确保计算机控制系统能够充分的发挥相应的功能作用，为自动化生产线的生产效率发挥更加有效的促进力量。

2 计算机控制技术在自动化生产线上的具体应用

自动化生产线事实上指的是将自动化技术应用在相应的生产过程中，并最终形成的具体生产流程。一般来说自动化生产线包括原料、加工、运送、装配、成品、检验等一系列的工作流程，在具体的自动化生产线运作过程中依然需要工作进行相关操作，完成产品加工监督工作。而将计算机控制技术应用在自动化生产线上，主要是通过对计算机控制系统的有效应用，采用PLC控制的控制方式完成对自动化生产线的监督、控制以及管理工作，PLC控制方式能够为自动化生产线提供包括单独控制、自动控制以及仿真模拟的相关功能，减少自动化生产线运作过程中可能出现的种种控制错误现象，减少自动化生产线的调试过程，有效的提升自动化生产线的经济效益。具体来讲，计算机控制技术在自动化生产线上的应用主要包括以下内容：

（1）可编程计算机控制器的应用

可编程计算机控制器事实上是一种运用于自动化生产过程中的数字运算操作电子设备，可编程计算机控制器能够帮助工作人员更好的完成对自动生产线控制程序的编辑、储存、运算、检验以及执行等相关功能，可编程计算机控制器能够针对自动化生产线应用过程中的相关流程进行数字转换，并最终编写出相应的控制程序，实现自动化生产线生产过程中的智能化和自动化，提升自动化生产线的生产效率和生产质量。同时可编程计算机控制器还能够有效的融入到工业制造系统中，提升工业制造系统的扩展性以及丰富性，从整体层面上提升自动化生产线生产过程中相关流程的优化性。

（2）现场控制总线的应用

现场总线是自动化生产线运转过程中的重要设备，其负责自动化生产线中的数字通信转换以及信息测量控制等相关功能，将计算机控制技术应用在自动化生产线中，事实上也就是将计算机控制技术与现场控制总线实现了有效的连接，更进一步的丰富了现场控制总线在自动化生产线上的相关功能，提高了现场控制总线的工作标准。举例来讲，计算机控制技术背景下的现场控制总线能够使用多个测量控制器与计算机网络控制中心形成有效的连接，加强对自动化生产线的远程控制功能，进一步加强了自动化生产线与相关监测设备之间的良好通信，提高自动化生产线应用过程中的安全性和稳定性。

3 结语

综上所述，本文对计算机控制系统的构成以及计算机控制技术在自动化生产线上的应用进行了具体的分析，计算机控制技术应用在自动化生产线上已经成为当前重要的工业发展趋势，计算机控制技术也将进一步提升自动化生产线的生产标准。

计算机控制技术论文:基于项目驱动的“计算机控制技术”教学研究与实践

摘 要： 本文主要讨论了项目驱动法在“计算机控制技术”课程中的教学研究与实践，分三步讨论了项目驱动法的实施过程及各步骤中教师所起的作用。教学效果明显，学生的动手能力、创新能力、实践能力等各方面能力都会得到提高。

关键词： 计算机控制技术 项目驱动法 教学研究

一、引言

计算机控制技术是电子信息工程、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业的一门重要的专业技术基础课，是为培养从事自动控制和自动化仪表等专业领域的工程技术人员设置的，是一门涉及基础理论和知识面较广、知识集成度高的一门实践性较强的技术类课程。

项目驱动法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法，其原则是将学生的学习活动与大的项目或问题相结合，以探究问题引出和维持学习者的学习兴趣和动机；创造真实的教学环境，让学生带着真实的项目学习，在这个过程中，学生拥有学习的主动权，教师不断激励学生前进，从而使学生真正掌握所学内容，并通过此项目举一反三，收到更好的学习效果[1]。因此，探索如何将项目驱动法应用于“计算机控制技术”的教学与实践，培养学生系统的设计能力与创新能力具有实际意义。

二、项目驱动法的实施过程

项目驱动教学法要求在教学过程中以完成一个个具体的项目为线索，把教学内容巧妙地隐含在每个项目之中，让学生自己提出问题，并经过思考和老师的点拨，自己解决问题。在完成项目的同时，学生树立创新意识，形成创新能力，养成自主学习习惯，学会如何发现问题、思考问题、寻找解决问题的方法。具体教学过程举例如下。

1.结合学生特点，精心设计项目。

项目驱动教学法需要教师在教学中投入大量的精力，教师不仅要组织好教学，还要具备扎实的专业基础知识，进行项目策划、管理和评价。教师要根据教学内容进行合理策划，明确项目要解决的关键问题，在项目实施过程中容易出现的问题及解决方法。项目的选择要难易适中，不能因为难度过大而使学生失去自信和学习的兴趣[2]。计算机控制技术的主要内容有：计算机控制系统的硬件设计技术，主要包括总线和输入输出接口与过程通道；数字控制技术，主要包括逐点比较法插补原理、步进电机、伺服电机；常规及复杂控制技术，主要包括数字PID控制，最少拍控制，纯滞后控制技术、串级控制技术、前馈-反馈控制技术等；计算机控制系统的软件设计，包括人机接口、测量数据预处理、数字控制器的工程实现、软件抗干扰技术等；还根据有分布式测控网络技术等。根据这些教学内容，可以设计如下项目：数据采集系统的设计、步进电机控制器的设计、直流电机调压调速系统的设计、锅炉内胆温度计算机控制系统设计等。

2.引导学生分解项目并提出问题。

项目设计好后，首先进行学生分组，项目教学法的实质是按照项目运作方式，分组协作共同完成项目，学生可以按组别围绕各自的项目学习、讨论、实践，分组的组员搭配，内容分工等都会影响实施效果，因此要分工明确[2]。本次教学实践针对的对象是电子信息工程专业卓越班的学生，这些学生学习态度认真，头脑灵活，实践能力强，根据实际情况，分为五组，每组五六人。拿到项目后，学生先考虑如何简化项目，把总项目分解成一个个阶段项目，并把这些阶段项目分解成更小的分项目。细化项目之后，学生就可确定解决这些分项目的方法，最后再由分项目到阶段项目再到总项目，完成学习任务[1]。在这个过程中，引导学生不断地思考如何完成项目，遇到哪些不能解决的问题，这些学生提出的问题是他们要知道的关键知识，这时候讲授这些新知识，激发学生的学习欲望。比如直流电机调压调速系统的设计中，学生接受任务后，需要查阅资料，了解直流电机测速和调速的原理，然后确定设计方案，最后进行系统的软硬件设计与仿真，这些都是阶段性项目。这个项目涉及的知识点有计算机控制系统的硬件设计，计算机控制系统的软件设计，数字PID控制器及其参数整定等内容，这些都可以分解成更小的分项目，教师引导学生进行项目分解并明确分工。学生在项目实施过程中，会提出各种他们遇到的问题。

3.根据提出的问题，及时讲授新知识。

问题提出后，就要开始寻求解决问题的方法，老问题学生自己解决，可以查阅文献，复习以往教材等，新问题要通过师生的共同探索解决。教师的教学活动既要重视学生项目各阶段的问题，又不能忽略基础知识的讲授，将学生各个阶段遇到的问题分成若干模块，由浅入深、层次分明地讲授，给学生架构一个系统的全面的知识框架。在学生分析解决每个具体任务时，教师辅导学生将相关的知识点都串联起来。

三、项目驱动法的实施效果

将项目驱动法引入“计算机控制技术”的教学实践中，取得非常好的效果：学生学习兴趣提高，学习主动性明显提高；提高学生的动手能力、文献查阅与综合能力；学生的创新能力得到提高，在完成项目的过程中，学生会思考如何将所学知识应用到实际生活中，也会思考怎样更好地执行，这些都是创新的体现。学生在执行项目的过程中，既学到新知识，又巩固旧知识，还从系统层面掌握计算机控制系统的设计方法，学生在分组合作过程中又增强团队协作能力，各方面都能力都得到提高，为他们以后的就业提供保障。

四、结语

本文主要讨论了项目驱动法在“计算机控制技术”课程中的教学研究与实践，教学效果明显，学生的动手能力、创新能力、实践能力等各方面能力都得到提高。

计算机控制技术论文:基于互联网时代背景下的计算机控制技术

摘 要 信息技术以互联网为主要载体，在当今社会工作和日常生活中发挥着日益重要的作用。在这个互联网为主要交流媒介的时代背景下，加强对计算机的控制运用对于改善社会工作机制、促进全民范围内的技术创新与理论创新存在着非比寻常的价值和意义。基于互联网时代背景下对计算机控制技术的加强和改善，既在理论研究层面上达到了一定的高度，也经历了一个发展与过渡的历程。

关键词 互联网 互联网时代 计算机控制技术 发展历程

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。

计算机控制技术论文:《计算机控制技术》课程中控制算法仿真平台设计

【摘 要】本文基于MATLAB建立了《计算机控制技术》课程控制算法仿真平台，通过友好的人机交互界面，实现控制算法的选择、参数的设置、动态仿真以及算法改进前后的控制效果对比等。将抽象的理论知识变成直观的感性认识，使学生能更直观、高效地理解和掌握所学内容，培养学习兴趣和能力，取得了良好的教学效果。

【关键词】控制；算法；仿真

0 引言

《计算机控制技术》是工业电气自动化、自动控制、计算机应用等专业的主要专业课程之一[1]。具有实践性和综合性强、课程抽象、学习难度大等特点。尤其是其中的控制算法，既是计算机控制系统的核心，也是整个计算机控制系统设计中的难点，并且由于控制算法数量多，理论性强，采用常规的讲授方法，学生不易理解，教学效果不是很理想。基于此，本文以MATLAB为工具，通过编写M文件、构建SIMULINK框图对主要算法进行仿真实现，并通过 GUI （图形用户界面 ）设计友好的人机交互界面，实现控制算法的选择、参数的设置、动态仿真以及不同算法的控制效果对比等。在建模仿真的过程中将抽象的理论知识变成直观的感性认识，使学生可以更直观、高效地理解和掌握所学知识，培养学生的学习兴趣和能力，提高教学质量。

1 仿真平台规划

MATLAB是目前应用最广泛的科学工程运算软件，内嵌的SIMULINK是MATLAB的重要组件之一，无需大量的程序代码，只需建立仿真框图即可实现对复杂系统的交互式动态建模、仿真以及综合分析，令繁琐的仿真实现过程变得清晰可见。MATLAB的M文件工作方式，可以将MATLAB的语言代码全部写在一个文本文件――M文件中运行，用户还可以根据需要自编一些函数，方便程序的修改与维护，提高代码的可重用性。MATLAB GUI是MATLAB的图形用户界面开发环境[2]，使用它，用户无需了解图形实现的细节内容，便可以绘制复杂的图形以及设计出美观、方便的菜单化和控件式的人机交互界面。本文使用SIMULINK、M文件以及GUI实现《计算机控制技术》课程中的控制算法仿真平台设计。

2 控制算法的M文件仿真

《计算机控制技术》课程中的控制算法主要有数字PID的各类控制算法、Smith补偿算法、最少拍控制器的设计方法、大林算法以及滞后过程的预估控制算法等。数字PID控制算法有常规算法和改进算法两大类，常规算法分为位置型和增量型，改进算法主要有积分分离PID算法、抗积分饱和PID算法、变速积分PID算法等，这部分使用M文件进行仿真。M文件仿真时，首先新建一个空M文件，之后依据算法表达式在空M文件中输入MATLAB程序并以.m后缀保存，最后在命令窗口键入保存的文件名即可以运行该文件。之后通过 GUI开发环境设计友好的人机交互界面，实现控制算法的选择、算法参数的设置、系统的动态仿真以及不同算法效果对比等。

仿真平台中的人机交互界面之一如图1所示。在该界面中点击相应按钮可以选择不同的PID算法，算法改进前后的效果对比也可以直观地得以呈现。此外，通过修改算法的参数，可以让学生高效地理解不同参数对系统性能的影响。图1的曲线是积分分离PID控制算法的仿真结果，被控对象为，采样时间为1ms，rin（k）=1.0。

3 控制算法的SIMULINK仿真

《计算机控制技术》课程中的Smith补偿算法、最少拍数字控制器、大林算法以及滞后过程的预估控制算法等使用SIMULINK进行仿真。之后在 GUI开发环境中设计友好的人机交互界面，实现控制算法的选择、参数的设置以及系统的动态仿真等，如图2所示。图中的曲线是未消除振铃的Dahlin算法的仿真结果，被控对象，采样周期T=0.08s。

4 编译GUI生成应用程序

为了能够在没有安装MATLAB的计算机上使用该仿真平台，需要将以上设计文件编译成可以独立执行的应用程序。该过程分三个步骤：安装Lcc编译器（MATLAB自带），配置编译器，编译脚本。最后生成的后缀为.ctf和.exe的文件即为脱离MATLAB环境运行必需的文件。此后若要在未安装MATLAB的机器上运行该可执行程序，只需将MATLAB安装目录下的＼toolbox＼compiler＼deploy＼win32中的MCRinstaller.exe安装到该计算机后，点击执行编译生成的.exe文件即可。

5 结论

本文针对《计算机控制技术》课程中控制算法数量多，理论性强，采用常规的讲授方法，学生不易理解、教学效果不理想的问题，设计了该课程的控制算法仿真平台，让抽象的理论得以直观、生动的呈现，使学生深入、高效地理解和掌握所学内容，在教学中取得了良好的教学效果。

计算机控制技术论文:计算机控制技术在工业上的应用

摘 要：随着科学技术的快速发展，计算机应用技术被应用到各个领域，包括国防、航空航天、工业、农业、医学等行业，不仅提高了生产效率，也促进了企事业单位的快速发展。本文主要阐述了计算机技术在工业自动控制系统中的应用。

关键词：计算机应用;工业;自动控制

自从工业技术革命以来，工业生产技术得到了快速发展。在工业生产过程中自动化系统的发展受到了人们的广泛关注，计算机技术在自动化系统中的应用，取得了非常明显的效果。当前，它已经成为了工业生产中不可或缺的工具。

“计算机控制系统”综合了计算机、自动控制理论和自动化仪表等项技术，并将这些先进技术集成起来应用于工业生产过程。计算机控制系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物，利用计算机来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体和受控对象两大部分组成。

一、计算机控制技术的发展

计算机控制技术的思想始于上世纪五十年代中期，美国TRW航空公司与美国德克萨斯州的一个炼油厂合作，进行计算机控制的研究，他们设计出了一个利用计算机控制实现反应器供料最佳分配，根据催化剂活性测量结果来控制热水的流量以及确定最优循环的系统。这项具有跨时代意义的工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此，计算机控制技术迅速发展，并被各行各业广泛应用。

伴随着计算机技术的飞速发展，计算机控制技术也紧随其后，迅猛的发展起来，其发展过程大致可以分为四个阶段：（1）开创时期（2）直接数字控制时期（3）小型计算机时期（4）微型计算机时期。如今计算机控制技术的发展又多了许多新的方向：计算机控制的网络化;计算机控制的集成化;计算机控制的智能化;计算机控制技术的标准化。

二、计算机控制技术的应用领域

（1）计算机控制技术在工业领域的应用：计算机控制技术在工业上的发展有几个阶段：最初能实现如信息处理、数据采集、过程控制、在线优化、甚至实时调度、生产计划等操作控制功能;到能满足如非线性、时变动态特性等要求的递阶控制;再到基于微处理器的分散控制;再到过程诊断技术，目前主要应用于电力和化工工业;然后到广泛地用于产品质量检测与控制等方面的传感器开发及高级控制技术;现在，美国、日本及其它工业发达的国家正投入大量的人力、物力和财力致力于机器人的研制与开发。这些机器人主要应用于制造行业，也将在过程工业中发挥越来越重要的作用。今后，社会将面临新的研究课题，制造系统和专家系统。（2）计算机控制技术在医学领域的应用：根据我国现状，中药生产企业，一般把综合间歇控制系统分成两部分来搞，即生产管理部分和实时控制部分。（3）计算机控制技术在农业领域的应用：智能温室大棚中利用计算机进行远程监控和操作，还可设计自动控制无人管理温室大棚。根据远程传感器搜集来的温度、湿度、光照等模拟信息，经输入通道进行AD转换，传入计算机，计算机既可以利用这些数据进行监控，同时又可以利用这些数据对大棚进行控制，进行加湿、加温、增加光照等控制，从而实现温室大棚的自动化智能控制。（4）计算机控制技术在航空领域的应用：近几年来，从我国载人航天技术成功以来，航空航天技术已经得到越来越多的国人关注，一个又一个瞩目成绩的取得离不开自动化控制技术的发展，而这其中计算机控制技术又占据着重要的位置。

三、工业计算机控制技术的发展趋势

（1）工业计算机控制技术的网络化。将控制系统网络化，使控制作用的实现不再局限于传统意义上的控制系统，而是由各种仪表单元分别独立完成各自的工作，然后再通过网络进行彼此间的信息交换和组织，并相互协作，最终实现预定完成的控制任务。这种近似于模块化的思想，可以使各部分独立工作，不产生干扰，有可以根据需要增减控制网络中的个体，大大增强了系统的实用性。（2）工业计算机控制技术的集成化。计算机集成制造系统将成为21世纪占主导地位的新型生产方式，世界上很多国家包括我国都已经把发展计算机控制技术作为本国制造工业的发展战略，并制定了许多由政府或工业界支持的计划，用以推动计算机集成制造系统的开发与应用。计算机控制系统的集成化也已经成为当今计算机控制技术的又一发展趋势。（3）工业计算机控制技术的智能化。目前的典型智能控制方法有：模糊控制、专家控制、神经网络控制等。模糊控制绕过了对象的不确定性、不精确性、噪声、非线性、时变性以及时滞性等影响，实现简单，适应面广。（4）工业计算机控制技术的标准化。任何技术的发展最终都会趋向于标准化，计算机控制技术也不例外，将计算机控制技术标准化，可大大促进计算机控制技术的发展。目前国际公认的标准尚未建立，但已有很多厂商愿意采用一些通用性较强的产品，相信不久的将来，计算机控制技术必将建立一套国际化通用标准。

综上所述，计算机控制在工业系统中的应用已取得了可喜的进展，而且随着计算机技术的继续发展，系统和控制理论与实践的不断深化，将得到进一步完善和发展，并为提高生产设备性能、产品质量，稀有资源的有效利用发挥更大的作用。

计算机控制技术论文:基于项目教学法的计算机控制技术课程教学改革与探索

摘要：为进一步提高计算机控制技术课程的教学质量，设计了基于项目教学法的教学内容，探讨了项目教学中出现的问题。教学实践表明，项目教学法是一种值得探索的教学模式。

关键词：项目教学法；课程教学；计算机控制技术

一、前言

项目教学法也称为“基于项目活动的研究性学习”，是由美国著名教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大教育家、阿尔伯特大学教授查德博士共同创建的一种以学生为本的活动教学法，是一个全新的教学方法。它的理论基础是建构主义学习理论、情境学习理论和杜威的实用主义教育理论。在项目教学中教师根据各学期学习领域的教学要求，适时安排教学计划，制定和设计项目合同，组织学生以小组工作的方式加以实施，在整个教学活动中学生的积极性和求知欲望被有效地调动。项目教学法具有鲜明的特征：首先，学习过程是理论知识与实践相结合的过程；其次，增强了学生学习的主动性和创新能力；最后，项目教学法是以“学习任务”为载体来引导学生自主学习和探索的，这使得学生在学习过程中清晰地意识到自身的学习目标。此外，在教学过程中同学之间的交流与合作、组员之间的优势互补，培养了学生的团队合作精神[1-3]。

项目教学法起源于美国，盛行于德国。上个世纪80年代开始，德国的应用科技类大学就已经广泛开展了项目教学法的教学实践，取得了令人瞩目的成绩[4]。我国职业教育的课程教学已经普遍采用项目教学法，可以查阅到大量的相关教学论文，已有基于项目教学法的教材出版，例如单片机技术、PLC技术、磨具设计等教材[5-6]。我国普通高等教育由于受传统教学模式的影响，课程教学多数还是“理论教学+验证性实践环节+期终考试”的模式。近年来随着我国普通高等改革的不断深入，高校教师开始对传统教学模式进行反思，在一些实践性较强的课程教学中，已有教师引入了项目教学法进行课程教学改革。有部分地方院校的电视新闻学专业和机械设计专业在人才培养模式中强调项目教学法的应用，在专业课程教学中普遍采用了项目教学法，已取得了比较好的成效[7]。

二、计算机控制技术课程教学现状

“计算机控制技术”是我校电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，它是继“自动控制理论”之后的一门专业主干课程。本课程主要介绍计算机控制系统的基本理论和计算机控制器的设计方法，介绍计算机控制系统的分析及系统的实现。从计算机控制系统应用的角度出发，培养学生对计算机控制系统的分析能力和设计能力。

在传统计算机控制技术理论教学方法中，多为老师讲解为主学生听课为辅的教学方法，教学以教师讲授为中心，对教学信息进行加工处理后，通过语言、文字等形式呈现给学生，学生则通过自己的感官接受教师的教学信息。实践教学环节主要是做验证性实验，缺乏综合性和设计性实验项目。教师在教学过程中处于绝对的主动地位，学生在被动的环境中学习。学生的的主动性和创造性受到极大的压制。

“计算机控制技术”课程是一门电类专业的主干课程，教学内容的实践性强，适合项目教学法。教师和学生可以在实施项目的过程中，完成该课程的教学内容。项目的设计与生产实际联系密切，学生在“做中学”，能够调动学生的学习积极性。

三、基于项目教学的改革思路

1.教学内容和方式的改革。课程教学实行项目教学法改革，选择合适的项目是关键。通过创设问题情境，把所要学习的内容巧妙地隐含在每一个项目中去，对项目进行分析、设计和探索研究，引导学生针对项目展开讨论，可以使学生通过完成项目内容达到掌握所学知识，提高分析问题、解决实践问题能力的目的。

通过走访兄弟院校和工矿企业，结合我校电类专业定位，构建了计算机控制技术课程的知识体系，制定了计算机控制技术课程的教学内容。主要教学内容应该包含以下内容：（1）计算机控制系统的组成和计算机控制系统的典型形式；（2）输入输出通道、典型接口和硬件抗干扰技术；（3）逐点比较法插补原理和步进电机控制技术；（4）数字PID控制、最少拍控制和纯滞后控制；（5）计算机控制系统的程序设计技术、数据预处理技术、软件抗干扰技术等；（6）工业控制网络技术、集散控制系统介绍和现场总线控制系统；（7）计算机控制系统设计的原则与步骤、设计举例等。

根据我校的实验条件，我们构建了三个教学项目，通过这些项目的实施，基本上可以涵盖上面所提出的教学内容，能够达到我们预期的教学要求。三个项目的要求如右表。

2.对学生考评的改革。项目的评估总结是项目教学法的重要环节，学生项目的评估总结过程是学生一个学习、提高的过程。学生在项目实施的过程中会发现各种问题，学生要组织自评和互评，发现自己的不足及别人的长处，从而提高自己的各种能力。我们取消了计算机控制技术课程期末考试的环节，教师主要通过考核出勤、工作态度、项目的硬件设计与制作、项目的软件编写、项目的调试和结果、项目报告书、项目组成员的答辩等情况，综合给出一个合理的考核分数。

四、教学改革中需要探索的问题

1.选择合适的项目是进行教学成功与否的关键。进行项目教学的课程项目不宜过多，每个项目涉及的知识点要满足课程要求，不能有过多的重复内容，难度不宜过大，需要的实验条件基本能够满足，等等。

2.如何合理地给出项目组成员的考评成绩。项目一般需要小组合作的形式来完成，任课教师不能时时刻刻了解每个学生的情况，很难公证公平地对每个学生给出合理的成绩。

3.现有实验设备多数为验证性实验项目设计，基本上不符合设计性实验要求。由于近年来高校扩招，实验设备台套数严重不足，因此，项目教学对实验室设备的采购和管理提出了更高的要求。

4.缺乏适合本科层次的项目教学教材。近年来，国内职业教学已经出现了一些按照项目教学编写的教材，其中大多数项目实施过程编写得过于详细，类似于验证性实验，而且其广度和深度不符合本科教学的要求。如何在教材中将理论与教学项目进行结合，如何介绍项目的内容和实施过程，是教材编写者需要思考的问题。

5.高校现有的体制很难对实施项目教学的教师一个合理的评价。

五、结论

1.教师的教学围绕项目展开，教学过程有了变化，重点讲解项目所需要的主要知识点，教师给出项目名称，让学生在“做中学”，可以激发学生的自主学习能力、实践能力和创新能力。

2.计算机控制技术的教学项目将采用单片机（DSP或嵌入式系统）、PLC和工控机作为控制器，可以充分利用现有实验室的条件，拓展实验室功能，提高设备的利用率。

3.本课程教学改革模式可以应用到电类专业大量的计算机软硬件课程和实践性较强的专业课程的教学改革中，为这些课程进行“项目教学法”改革积累了经验。

4.本科课程教学中实施项目教学法是一种有益的尝试，在教学过程中还有很多实际问题需要探索和研究。

计算机控制技术论文:小型非球面数控抛光的计算机控制技术分析

摘要：随着经济的快速发展和科技的进步，计算机技术已经广泛应用于社会生产的各个行业，利用计算机控制抛光的方法对小型非球面进行数控抛光控制，通过计算模拟结果，得出研制的小型非球面光学元件有良好的精度，计算机控制技术能有效的提高小型非球面光学元件的生产效率，对企业生产有十分重要的意义。

关键词：小型非球面；数控抛光；计算机控制技术

随着经济的快速发展和科技的进步，光学元件在社会生产和建设中发挥着越来越重要的作用，利用计算机抛光控制技术对小型非球面数控抛光进行控制，生产出的小型非球面光学元件表面粗糙度很低，面形精度高，并且重复精度良好，计算机抛光控制技术能有效的提高小型非球面光学元件的生产效率，这企业生产中发挥着很高的作用。

1. 计算机控制抛光技术

小型非球面光学元件是光电传感器件的主要组成部分，对光电传感器的生产有十分重要的作用，一直以来，小型非球面的抛光是影响红外热成像光学技术发展的因素，传统的手工修带抛光技术生产周期比较长、生产效率低、重复精度很差，小型非球面光学元件批量成产效率低，严重的影响了企业的发展。计算机控制抛光技术可以将计算机的记忆性强、执行能力高等优点良好的发挥出来，计算机控制抛光技术是以定量的检测结果作为加工指导，极大的提高了小型非球面光学元件的重复精度和生产效率。

2. 计算机控制抛光的理论和方法

2.1 计算机控制非球面加工技术的理论

计算机控制非球面加工技术是利用计算机控制一个小于元件直径四分之一的小磨头，对小型非球面光学元件进行打磨、抛光，计算机控制抛光技术主要是控制磨头在光学元件表面的打磨、抛光时间和磨头与光学元件的压力，从而确定材料的去除量。用公式表示为：ΔZ（x，y）=kP（x，y）V（x，y），ΔZ（x，y）代表磨头和光学元件接触的某一点材料在单位时间内的去除量；k为光学元件在生成过程中的温度比例常数；P（x，y）代表磨头和光学元件接触的某一点的相对压力；V（x，y）代表磨头在光学元件某一点的移动速度；x、y代表磨头与光学元件接触点的坐标。

2.2 材料去除量的计算机模拟

当磨头在光学元件表面转动时，绕被加工工件的对称轴会产生一个摆动运动，从而保磨头用合适的压力和接触面积对光学元件进行加工，在加工过程中，抛光磨头的旋转轴、磨头始终和光学元件接触面中心点的切线保持垂直，光学元件随着加工台按一定的速度进行移动。当磨头工作函数中心与光学元件中心的距离大于磨头工作半径时，磨头和光学元件在同一周期内的接触区域为环带，当磨头工作函数中心与光学元件中心的距离小于磨头工作半径时，磨头和光学元件在同一周期内的接触区域为园带，此时磨头工作函数中心到光学元件中心的距离与磨头工作半径的和值为磨头的覆盖区域。

在加工过程中如果压力和其他加工工艺保持不变，则材料的去除量只受磨头在光学元件上移动速度的影响，所以只需要求得磨头在光学元件上的移动速度，就可以得出材料的去除量。根据公式， 可以计算出材料的去除量。其中R（r）表示磨头工作函数，r表示接触点到光学元件中心的距离，v表示磨头在光学元件的移动速度， 表示在加工中磨头对材料去除作用的角度， 表示磨头工作函数中心与光学元件中心的距离， 表示磨头旋转半径。当光学元件的旋转角度同磨头的旋转角度比为定值1/5， ＞ 时，磨头和光学元件在同一周期内的接触区域为环带，磨头的工作函数会随着 和 比的变化而变化；当光学元件的旋转角度同磨头的旋转角度比为定值1/5， ＜ 时，磨头和光学元件在同一周期内的接触区域为园带，此时磨头的工作函数会随着 的变化而变化。在实际生产中，由于存在一定的误差，因此要根据最接近磨头工作函数的曲线进行材料的去除量计算。

2.3 光学元件整个工作面去除量函数的计算模拟

通过对磨头工作函数进行优化，将磨头的驻留函数做成卷积，就可以得到光学元件整个工作面的去除量函数。当磨头工作函数在光学元件上的运行轨迹为螺旋线时，如果螺距比磨头工作函数的直径小，而光学元件的旋转速度大于磨头径向移动速度，磨头和光学元件的接触点在圆形磨头工作函数区域内的接触时间很短，因此可以近似的认为光学元件的中心和磨头工作中心相对称。去除量函数曲线容易受磨头工作函数中心与光学元件中心偏移度的影响，当磨头工作函数中心与光学元件中心偏移度大于磨头工作函数时，接触点在磨头工作函数区域内的运行轨迹为圆形，当磨头工作函数中心与光学元件中心偏移度小于磨头工作函数时，接触点在磨头工作函数区域内的运行轨迹为椭圆形，通过分析光学元件整个工作面的去除量函数曲线，可以发现元件的中间和边缘部分的去除量不够，因此，可以采用调整磨头驻留时间来进行补偿。

在实际生产中，小型非球面数控抛光是一个十分复杂的过程，数控抛光的影响因素很多，如抛光摸的运行方式、抛光元件的材料、光学元件的材料、几何尺寸、结构构造、磨头与光学元件的接触面积、压力的大小、抛光环境的温度、抛光材料的浓度等都会对抛光造成影响，因此，在实际生产过程中，要根据实际抛光的参数制作合理的材料去除量分布曲线，从而确定出光学元件的抛光材料去除量。

3. 结果

根据计算机控制抛光理论，对小型非球面数控抛光进行计算机模拟计算，得出的计算机模拟结果和理论计算结果很接近，并且抛光非球面元件的表面粗糙度很低，面形精度良好，重复精度高，计算机控制抛光技术能适用于小型非球面元件的批量生产，因此，利用计算机控制抛光技术能有效提高小型非球面光学元件的生产效率，促进企业的发展和建设。

计算机控制技术论文:计算机控制技术及网络通信的发展应用

摘要：计算机的控制系统因借助辅助部件和被控对象参与并控制应用计算机，从而达到控制的目的。网络通讯技术的应用越来越广泛、功能越来越强大、系统越来越安全和可靠。基于计算机远程网络通讯技术的各种应用软件已广泛应用于人们的生产和生活中，并成为人们生产和生活中重要的组成部分。本文介绍了计算机的控制系统组成及分类，计算机的控制系统硬件通常由微型计算机、外部设备、输入输出导通及操作台等组成。最后还评价了计算机的控制技术。

关键词：计算机 控制技术 应用探索

计算机的控制系统因借助辅助部件和被控对象参与并控制应用计算机，从而达到控制的目的。计算机是指数字计算机，辅助部件指输入输出接口，检测装置以及执行装置等。被控对象的联系以及部件之间的联系，一种是有线方式，例如通过电缆的模拟信号或数字信号联系。一种是无线方式，如红外线、微波、光波等联系。被控对象包括各行各业的机械装置、实验装置、仪器仪表、机器人、生产过程等。近些年，随着计算机硬件及软件的快速发展和普及，计算机远程网络通讯的应用范围越来越广，数据传输量越来越大，传输效率也越来越高，已广泛应用于各个领域，并且已成为人们生产、生活和公众服务中不可或缺的一部分。相信在未来较短的时间内，计算机远程网络通讯技术将会得到更快的发展，其应用范围将会更广，为人们的生产和生活提供更为高效、优质的服务。

1 计算机控制系统的组成和分类

计算机的控制系统是由工业计算机和工业对象组成。与普通控制系统一样，计算机的控制系统是开环的或闭环的。而闭环的方式运用最普遍，是一种最基本的控制方式。

1.1 硬件组成

计算机的控制系统硬件一般都是由计算机、外部设备、输入输出通道以及操作台等构成，如（图1）所示。

1.2 计算机的控制系统软件

计算机的控制系统有以下四种系统：操作指导控制系统、直接数字控制系统（DDC）、计算机监督系统（SCC）、分级计算机控制系统。

2 计算机远程网络通讯技术

（1）根据信息传输方向的不同，可将计算机远程网络通讯技术分为双工通讯、半双工通讯及单工通讯三种类型：双工通讯是指通过复杂的通讯线路结构，信息能够向两个方向同时传递；半双工通讯是指信息虽然可向两个方向传递，旦不是同时进行的，每次只能向单一方向传递；单工通讯则是信息只能向固定的一个方向传递。在实际应用中，网络线路通讯方式多为半双工方式，即多为四线制传输方式，而在计算机与计算机终端之间多采用单工通讯方式，这样在满足实际实用要求的前提下，通信线路得到了有效简化。

（2）计算机远程网络通讯的组成。计算机远程网络通讯系统根据硬件的不同主要包括计算机终端、主机、数据交换设备、数据传输线路等部分。其中，计算机终端主要负责控制企业用户的通讯量和信息规模；数据交换设备主要负责对数据进行分类、归整、处理和储存。主机则包括微型计算机和小型计算机，其中以微型计算机最为常见。数据传输线路主要有电话线路、微波线路、光纤线路等，其中光纤线路因其高效性而被广泛应用。系统中的计算机终端、主机等硬件通过数据传输线路实现互联，数据交换设备将各种终端设备连入网络，然后远程网络通讯系统中的计算机能够通过网络协议对终端设备进行相应的控制。当数据传输线路为电话线时，数据交换器则为计算机远程网络通讯系统的调制解调器，从而实现数据信号向模拟信号、模拟信号向数据信号的转换。

（3）计算机远程网络通讯的连接形式。随着计算机远程网络技术的快速发展，目前，其连接形式主要有分支式、多路复式、集线式、点到点式四种。其中以点到点式最为常见，该种连接形式以计算机为核心，通过数据传输线路和数据交换设备来实现数据信息的输送。当数据传输线路为电话线路时，同一时间内，计算机仅可以与一个搅拌站终端连接，此时如果计算机与其它搅拌站终端间有数据输送任务，则会导致计算机出现忙号。

3 计算机控制的发展现状及应用探索

3.1 网络化

随着计算机和网络技术的发展，各种计算机网络广泛应用于控制系统，规模越来越大，从而使传统的回路控制系统所具有的特点在系统网络化过程中发生了根本变化，并逐步完成了控制系统网络化。现场网络技术的产生及成功的应用改变了这种局面。他将所有的网络接口移到了各种仪表单元，从而使仪表单元均具有了直接的通讯功能。网络技术的这一新发展是得网络延伸到控制系统的末端。结合原有控制系统的网络结构，就实现了最基本控制任务的底层到完成优化调度工作的最高层的网络优化连接。各种仪表单元是控制网络的最小实现环节，他们的网络化是在这些仪表单元数字化的基础上实现的，及原有仪表单元数字化后，再增加网络通讯专用单元，构成现场总线系统。在网络化的计算机控制系统中，及现场总线控制系统中，具体的控制作用的实现不再只限于传统意义上的控制系统，而是有各种仪表单元分别独立完成各自的工作，然后再通过网络进行彼此间的信息交换和组织，并相互协作，最终实现预定完成的控制任务。

3.2 扁平化

根据不同功能的网络结构，在系统集散以及分布式计算机的控制系统中，系统将以网络为限分成了多个层次，各层网络之间由计算机相连接。因为各个网络层次之间互相独立，在信息传递和交换中，将受计算机的影响，是信息传递以及交换的主要问题。并由于集散以及分布式的控制系统[3]本身网络以及数据结构有封闭性，造成了不同厂家之间的产品交互性差。

4 结语

随着计算机控制技术的不断发展，对控制系统的控制水平要求越来越高，将推动了计算机的控制水平向更高层次的发展。本文首先介绍了计算机控制技术的组成与分类；然后对计算机的起源、发展现状以及应用探索进行了说明；最后评价了计算机控制系统。