计算机控制技术论文范文（通用9篇）

2024-01-16 08:41:20

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计算机控制技术论文篇一

关键词：PLC技术；计算机控制技术；机电专业

作者简介：李启光（1970-），男，江苏赣榆人，北京信息科技大学机电工程学院，副教授。（北京 100192）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0105-02

计算机控制系统是以计算机为核心实现生产过程自动控制的系统。随着工业技术的发展和生产自动化程度的不断提高，计算机控制技术得到了越来越广泛的应用。“计算机控制技术”融合了计算机技术、自动控制理论和计算机通信技术，是新发展起来的理论性和实践性很强的一门交叉学科。它实际上包含着两部分内容：一是计算机控制理论基础，主要涉及离散控制基础理论；二是实现技术，主要包括通道接口技术、现场总线、人机界面等系统实现技术。课程涉及面很广、知识集成度高，是高等学校自动化、电气工程和机械电子工程等专业的一门重要的专业主干课程。[1-3]

一、“计算机控制技术”课程现状

“计算机控制技术”是一门跨学科专业课程，涵盖内容丰富，但由于各专业的要求不同，课程针对不同专业的侧重内容应有区别，这样才能达到各专业的培养目的。

目前多数高校选用课程教材内容主要是数字滤波、数字 PID、最少拍无差系统、Simth算法和达林算法、模糊控制、神经网络等内容，这部分是建立在一整套完整控制理论基础上的。[4]此外还包括接口技术、现场总线、人机界面等偏重于应用的内容。自动控制等专业培养目标侧重于设计计算机实现控制算法、编制适用于工业控制系统的硬件及接口设计、控制软件，选用此类编排内容的教材比较适用。而机械电子专业方向，机电专业以装备及其控制系统为主要研究对象，课程以了解与掌握计算机控制系统在装备控制中应用为其主要目的，选用此类教材不能体现专业侧重点。同时机电专业有自己的专业设置要求以及本专业特有的先修基础课程，与自控类专业有极大的不同，因此如何根据机电专业自身的专业特点确定理论教学内容及其深度，调整好计算机控制系统的理论及应用技术的关系，是目前机电专业“计算机控制技术”课程教学要解决的首要问题。

因此，在教学实践过程中，应以控制系统应用技术为基础，理论教学的内容和深度以应用内容的需求为标尺，使理论教学内容能够支撑且覆盖该课程涉及的主要技术，使理论教学的深度能与机电专业学生的实际水平及今后的就业需求相符合，同时还要与当前的技术发展水平和趋势相适应，具有一定的前瞻性。

二、机电专业“计算机控制技术”教学内容改革

1.机电特色的控制类课程教学体系调整

面向机电专业的“计算机控制技术”课程应从装备控制应用角度出发，密切结合装备自动化需求组织教学内容。

根据以上原则，在教学中提出将运动控制卡和工业PLC作为计算机控制技术理论与运用结合的载体。一方面在课程开始之前，需要保障学生已掌握先修部分专业应用技术知识，尤其考虑到工业PLC、运动控制器是机电专业常用、最典型控制应用系统，课程内容可与此结合，将工业PLC、运动控制器的应用作为教学案例使用。先修课程包括“电工电子学”、“机械控制工程”、“单片机原理”、“数控技术”、“PLC 原理与应用”等专业课程，其中鉴于“数控技术”课程目前涉及均为封闭式数控系统，因此在课堂上需要补充介绍机电控制中使用面广、开放式的运动控制器（卡）。

另一方面，课程以先修课程中所涉及的、与计算机相关的数字处理与控制技术为主要授课内容，重点介绍数字化后信号处理、数字控制理论及其实现，并通过各个理论教学环节与先修机电控制运用技术紧密结合，实现硬件和软件结合、控制原理和典型应用控制器结合，贯彻理论联系实际的方针，并将先修课程有关方面的知识有机集成在一个完整的机电控制系统内，使学生从整体上系统地掌握数字控制器的机电应用技术。

“计算机控制技术”强调理论、技术与实际应用相结合，理论与实践并重，综合性较强、强调应用，因此在课堂教学与课程实验的基础上，应增加机电综合实践环节，并鼓励学生参加其他开放实验以及科研项目，综合应用所学知识，巩固教学效果。项目选题从工程应用角度出发密切结合装备自动化实践。

2.机电专业特色的课程内容设定

在原有教学内容体系基础上，针对机电专业控制理论基础薄弱、专业需求有别的状况，对教学内容作一系列的重新规划及调整。强调教学内容紧密联系机电传动控制实际需求，优化知识结构、充实机电控制的实例，做到理论和实践运用的对应与相互关联。

对于机械电子专业，拟定的主要教学内容大致如下：

（1）输入/输出通道接口技术。这部分内容在“电工电子学”和“单片机原理”课程软硬件基础知识上，以单片机、PLC、运动控制卡上典型常用的接口硬件，如A/D、D/A、通讯口、触摸屏、开关量输入输出接口等为例子介绍工作原理、使用方法和技术细节问题。

通过与实际应用系统关联认知，学生对输入/输出通道接口设计及技术参数选取建立感性了解，使用中就可以通过查阅样本资料掌握其他类似通用硬件的使用。

计算机控制论文篇二

关键词：计算机控制；教学改革；理论教学；实践教学

作者简介：程艳云（1974-），女，江苏姜堰人，南京邮电大学自动化学院，副教授。（江苏南京 210023）

基金项目：本文系南京邮电大学教学改革项目（项目编号：JG00412JX56）的研究成果。

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）32-0103-02

“计算机控制系统”是自动化类专业的一门重要的专业基础课。[1]通过该课程学习，使学生了解使用计算机进行工业控制的一般方法和过程，掌握计算机控制系统的硬件、软件基础知识和基本应用技术，从而使学生具有计算机控制系统理论知识和实际应用能力。由于“计算机控制系统”课程理论性较强，同时具有很强的实际应用背景，需要对该课程的课程建设进行探索。

一、“计算机控制系统”教学现状分析

南京邮电大学在2011年之前开设的“计算机控制系统”一课是32学时。由于教学学时的限制，“计算机控制系统”主要讲授离散控制系统的硬件实现，包括其最小系统实现、A/D、D/A变换、输入输出接口电路等。虽然本课程为学生打下了较坚实的硬件实现基础，但学生在具体应用中很难将计算机控制理论与其硬件实现电路相联系建立整体的系统概念。在2009年的教学大纲修订计划中，根据教育部新颁发的自动化专业课程设置要求，把原来依托在《自动控制原理》一课中的离散控制理论基础部分放在《计算机控制系统》中讲授，学时从32学时调整为48学时。“计算机控制系统”一课在2011～2012学年的第二学期已经依据48学时的授课计划进行了一学期的教学授课。在实践过程中发现，学生普遍反映该课和前续计算机类课程“微机原理及接口技术”、“C语言程序设计”和“单片机原理及应用”等重复较多。“微机原理及接口技术”和“C语言程序设计”负责传授计算机硬、软件基础知识，培养硬、软件初步设计能力。在此基础上开设的“单片机原理与应用”课程，专门传授嵌入式系统方面的知识。“计算机控制系统”课程则是针对自动化等专业领域的特殊需要，专门传授计算机控制系统的分析和设计方法，培养在控制工程领域综合应用计算机技术的能力。这种支撑和衔接关系应该在教学中得到充分体现，然而，每门课程独自为政的教学体系导致这些课程之间的知识支撑作用和相互衔接关系在教学大纲、授课计划和实际教学过程中均未得到充分体现，这就需要教师在课堂教学时进行合理的取舍。

“计算机控制系统”课程作为一门集控制理论与数字化实现为一体的课程，涉及内容广泛。该课程主要涉及两个领域：一个是离散控制理论，包括计算机控制系统的基本概念、采样定理、离散控制系统的建模、分析与设计、数字化控制律的计算机实现。另一个是计算机控制系统的硬件实现，包括硬件组成、输入输出接口电路、硬件抗干扰技术和可靠性技术等。对于这门综合程度高、实践性强的课程，需要有效地开展实验等实践教学环节，使学生在实践中更加深入地理解和消化理论知识，并初步具有独立设计和调试计算机控制系统的能力，为后续的学习和工作奠定基础。以前课内实验的项目和内容设置为分立的验证性和简单的设计性实验，依赖于成套的商品化实验设备，使得实验停留在要求学生按图接线、记录数据等认知性、验证性实验的层面上，在提升学生的动手能力、设计能力和创新能力方面作用有限。

另外“计算机控制系统”一课开设在大学三年级下学期，此阶段的学生已经学习过大量的基础和专业课程，面临着继续深造还是就业的两难选择，容易产生浮躁的心态，很难静下心来认真学习。因此，教师需要采取多种手段来激发学生的学习兴趣，如采用设计型实验、展开兴趣小组、参加科研课题以及参加竞赛等手段，形成以学生为主体的自主学习模式。

二、理论教学方法改革和探索

1.教学内容的改革

“计算机控制技术”课程所涉及的内容极为丰富，大体上包含了计算机控制系统的硬件组成、控制算法和软件实现等诸多方面。[2]目前，该课程所编制的教材和参考书种类众多，但内容并不统一，基本可以分为偏重理论教学和偏重实际工程应用两大类，有的偏重实际，但理论性不强；有的偏重理论，但应用不多。在实际教学中，根据学生的专业方向和教学的目的对教学内容进行适当的取舍是教师应该考虑的问题。在课堂教学中，首先应保证理论体系的完整性，并且要注重理论联系实际。完全厚此薄彼，仅仅侧重理论教学或只重视实际应用都无助于学生对知识的完整掌握。但这也不意味着在课程内容的选择上眉毛胡子一把抓，把一切的内容都纳入讲授范围。应该根据教学要求从硬件构成和理论基础两部分来进行讲授。

在讲述“计算机控制系统”接口电路时，涉及了一些与“微机原理及接口技术”和“单片机原理及应用”上述先修课程相重复的内容，如输入输出通道 A/D、D/A 转换器的接口与编程方面的内容。在授课时强调对于控制系统领域，针对于被控对象有其自身的特点设计相对应的电路。在讲授计算机控制系统硬件实现时，没有按照书上的章节授课，而是以实际温度控制系统为例来说明计算机控制系统设计时应该考虑的因素，从而把书上关于硬件实现的知识点包括进来。举例讨论温度测量环节的设计，分析如何根据系统性能指标的要求选择相应的温度传感器，温度传感器和计算机之间如何实现信息交换，温度传感器测量的数据如何处理。讨论温度控制功率放大电路，书本介绍的功率驱动电路有哪些，有何特点和相对应的应用场合，如何根据计算机型号和被控对象的要求选择合适的功率驱动电路，设计功率驱动电路需要考虑哪些问题等。通过对实际系统的分析设计，学生增加了兴趣，同时对系统有了整体概念，知道系统设计时需要考虑哪些问题，从哪些方法着手，教学效果很好。在讲授计算机控制理论实现时，目前教材普遍使用（AT89C51）组织教学，市场上主流的单片机除了8位的51、PIC、AVR 等，还有16位的MSP430、32位的ARM、AVR32、x86、PowerPC、68K等单片机。实际应用中，还出现了DSP（数字信号处理器）、FPGA/CPLD（现场可编程门阵列/复杂可编程逻辑器件）与单片机（MCU）以及嵌入式处理器相融合的趋势。在课程教学中反映这些新技术和新产品，学生对它们的应用场合、特点和性能等有一定的理解。

2.教学方法的改革

在课堂教学中，以前的教学方式主要以借助PPT，授课老师按部就班地讲授教学大纲中规定的内容，整个过程注重于知识的传授，缺少和学生的互动，使得学生失去学习的兴趣，制约了学生自主学习能力和解决实际问题能力的培养。特别是现在网络很发达，很多学生上课的时候会利用手机浏览网页或者玩游戏，如果老师对这样的状况不采取相应的教学手段，随着课程的深入，这部分学生会因为觉得课程越来越难学而最终选择放弃。[3]

在教学中鼓励学生进行探究式学习，变被动学习为主动学习。对一些课程内容可以大胆让学生上台讲授，在课前事先给学生进行分组，对不同组别分配不同的任务。下次课以学生作为主体，每组推举代表上台讲述，组内同学可以补充，其他组的同学可以进行提问、分析和评论，老师在旁边加以点评。从效果上来看，学生的积极性很高，不仅学会了使用网络和图书馆的数字资源查询资料，还通过阅读大量的文献对所学知识有了更进一步的认识和理解，对课程的学习兴趣更加浓厚。同时引导学生对重要的知识点在课后通过查找资料等方式进行进一步的学习。

培养学生思考问题、解决问题的能力。如讲述数字PID控制算法时，要求学生事先预习PID控制算法的计算机编程实现，理解积分算法和微分算法的改进，要求MATLAB编程实现各种改进算法。课内分组讲述各种改进原因和改进算法，并仿真显示改进结果。课堂气氛良好，学生反应积极，理论分析和仿真实现相结合，加深了学生的理论基础。

另外，上课时要注意调节课堂气氛。该课程在教学上安排是连上三节课，在教学过程中发现，往往到了第三节课，学生就会出现疲倦、厌烦等情绪。这时可以安排一些有针对性的练习，使学生巩固课堂上所学的知识，老师也能及时对学生课堂上的掌握程度有所了解。其次可以在课堂上针对课程的重点，采取板书、重复讲述、提问等方式加深学生对教学重点和难点的理解。为了活跃课堂气氛，还可以安排一些专业小故事、录像、名师访谈等小片段调节课堂气氛。针对大部分学生不理解的问题，要放慢授课速度，反复解释，反复提问，直到所有同学理解为止。

三、实验教学方法改革和探索

为了加深学生对课堂理论教学的理解，精心设置了以下实验：

实验一：计算机控制系统性能分析。该实验要求学生通过MATLAB软件仿真建立计算机控制系统的数学模型；掌握判别计算机控制系统稳定性的一般方法；观察控制系统的时域响应，记录其时域性能指标；掌握计算机控制系统时间响应分析的一般方法；掌握计算机控制系统频率响应曲线的一般绘制方法。通过该实验学生加深了书本上关于计算机控制系统数学建模、稳定性分析、时域性能分析和频域性能分析这部分内容的理解。

实验二：数字PID控制。由于 PID 控制具有原理简单、参数整定和调节方便、应用场合广泛等特点，在工业控制领域得到了广泛的应用。理论课上，教师讲授 P、I、D 各参数对控制系统性能的影响，PID 参数自整定的方法，数字PID控制算法的改进（例如：实际微分 PID 控制、防积分饱和 PID 控制、PID 控制的离散形式、各主要控制公司采用的 PID 控制方法）的设计和针对不同的控制硬件配置的实现方案等。对于该实验，要求学生首先根据控制系统性能指标要求运用MATLAB软件进行PID控制器参数整定，再把整定好的PID控制器运用到硬件实现的被控对象，理论和实践相结合。通过该实验要求学生研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响；研究采样周期对系统特性的影响；研究I型系统及系统的稳定误差；分析普通PID控制算法和积分分离PID控制算法的性能优劣。

实验三：最小拍控制系统。一个稳定的连续时不变系统，达到稳态的时间是无限。但对于计算机控制系统，通过设计却可以实现在有限个采样间隔内达到稳态值，从而获得比连续系统更好的性能。这是计算机控制系统和连续控制系统在控制算法上很大的区别。通过该实验，要求学生建立计算机最小拍控制系统的一般概念；掌握有纹波最小拍控制器的设计方法；分析纹波现象的产生；设计无纹波最小拍控制器；了解最小拍控制器对被控对象数学模型的建立精确性要求较高的缺点，掌握最小拍控制系统的改进方法。

实验四：温度控制系统。最后为了加强学生计算机控制系统的整体概念，设置了该实验。

对于有能力、有兴趣的学生，学校建立了兴趣小组、科研课题以及开展了竞赛，保证学有余力的学生在课后有更多的发展空间。

四、考核方式的改革

新的考核方式既鼓励了学生的积极主动性，又达到了考查学生知识和能力的要求。本课程考试由4部分组成：平时成绩（包括课堂表现和课堂测试），占总成绩的10%；作业，占总成绩的10%；期末闭卷考试，内容的重点放在离散控制理论基础和离散控制算法设计，占总成绩的70%；控制系统设计大作业，占总成绩的10%。[4]

这种考核方式使得考核内容更加全面，形式更加灵活，而且强调了学生的实际动手能力，使考核结果更加客观。

五、结束语

在近几年来的课程教学中，对“计算机控制”课程的理论和实践教学改革进行实践和探索，从教学内容、教学方法、教学手段、实践教学和考核手段等多方面入手逐步完善本课程的教学，取得了比较好的效果。课程教学改革的探索本身就是一个长期的过程，教师应根据所教学生的实际情况、教学条件的具体变化以及学生的反馈意见，不断探索新的教学思路和教学方法，力求使自己的教学能力不断提高，以培养出更多更好的实践型与创新型人才。

参考文献：

[1]高金源，夏洁。计算机控制系统[M].北京：清华大学出版社，2007.

[2]刘莎。《计算机控制技术》课程教学的探索与实践[J].中国电力教育，2008，（18）：117-119.

[3]邢航，张铁民。“计算机控制技”教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（12）：370-373.

计算机控制论文范文篇三

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，

计算机控制技术论文范文篇四

论文关键词：计算机控制技术　实践教学　课程建设　教学研究

论文摘要：计算机控制技术课程是电气信息类工科专业的主干专业课之一，对其课程教学实践进行探索是十分必要。针对计算机控制技术课程的特点，从实验教学、课程设计及其他实训环节的内容进行了探讨，采用灵活多样方式进行实践教学改革，培养学生独立分析和解决问题的能力，为深化教学改革进行了有益的尝试，获得良好的教学效果。

随着科学技术的不断发展，在工农业生产的诸多领域中，人们广泛地使用计算机作为控制器来实现自动控制系统。计算机控制技术是融合了计算机技术和自动控制理论后发展起来的理论性和实践性很强的一门交叉学科，它是高等学校中自动化、电气工程及其自动化等专业的一门重要的专业主干课程。学习本课程应从工程技术角度出发，要注重理论与应用结合、设计与实现结合，注重系统性和实用性，要求学生通过本课程的学习掌握如何利用计算机控制生产过程的基本原理，并基本掌握计算机控制系统的分析设计与实现方法及计算机在工业过程控制应用中的各种技术。本课程的特点是理论和实践是密切联系的，由于本课程的这种特点，使得学生在课堂学习阶段很难领悟计算机控制技术的精髓，并将其应用于工农业的生产过程。计算机控制技术是一门实践性极强的应用性学科，本课程实践教学是帮助学生学好这门课程的一项重要手段。

1目前课程教学中普遍存在的问题

学生在完成计算机控制技术课程学习之后，一般应掌握本课程介绍的基本原理，完成简单计算机控制系统的设计、安装、编程和调试工作。但是，大部分学生在学完该课程后，仍无法完成计算机控制系统的设计、安装、调试工作，主要存在以下几个方面问题：

(1)计算机控制技术是一门多学科、多课程相关、实践性强的课程。目前的计算机控制技术教材，在内容设置上或是偏重于理论分析或是以单片机和其他接口芯片为基础，讨论系统的构成和相应的应用软件设计开发的一般步骤，按这类教材组织教学，学生难以在规定的课时内全面掌握该课程的主要内容，从而制约了学生应用课程知识解决实际问题的能力。

(2)学生缺乏面向工程实践的机会，学生能学好课程的书本内容，通过课程理论考核没有问题。但是一旦遇到实际问题，他们往往不能从问题本身出发，而从书本出发，导致难以综合运用解决实际问题。

(3)理论教学、实验教学等实践环节不能有机结合。有的高校实验条件差，实验教学主要以验证性、演示性实验为主，缺乏综合性操作训练项目，实践学时少等极大限制学生实践能力的提高。课堂理论教学过程枯燥，学习效果差。

2实践教学的探索

目前社会对高等学校工科专业毕业生的知识能力和素质结构，尤其是实践动手能力、工程意识与创新思维的培养方面提出了新的要求，原有的实践教学模式已不能培养符合现代经济发展与市场经济需求的生产技术应用型人才，很多高校传统的实践教学都是附属于理论课而设置的实验、实习和课程设计。近年来高校扩招后高等教育向大众化发展，学生面临着较大的就业压力，直接反映在毕业生就业方面，要摆脱所面临的困境，就必须培养社会所需要的实践能力强、真正具有工程意识和一定创造性的应用型人才。

加强计算机控制技术课程实践教学的探索很有必要。下面从实验教学、课程设计和其他的实训辅助教学环节出发，探讨如何提高课程实践环节的教学质量，调动学生学习的积极性，提高学生的实践能力，培养了学生的创新精神。

2.1 实验教学的探索

实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段，因此多数学校选择了最基础的且有较高实用价值的实验项目。然而一些实验内容又多是验证性的，专业所需的实践能力、工程意识与创新精神得不到系统的培养与训练。我们目前的实验系统是已经使用多年的西安唐都公司的TD-ACC计算机控制实验系统，缺点是实验项目有限。我们计划在原来实验设备的基础上，设计一些新的实验方案，花费较少的经费，提升实验教学效果。根据我们的调研，可以利用Matlab软件，设计仿真实验方案，如数字PID控制器、最小拍计算机控制系统设计实验，这些理论性很强的实验用Matlab软件来作为原实验的补充，这些补充部分学生在实验前通过个人电脑可以自己做些准备，增强学生的主动性，对于学生深入理解该实验有很大帮助。

另一方面，我们利用Proteus软件，设计了计算机控制系统输入输出通道实验，使学生有更多的自主性，解决实验设备接线固定呆板的缺陷，使得学生在选择ADC和DAC这些典型器件时有了更多的余地，对端口译码电路的设计理解更加透彻。这样设计实验，可以减少验证性实验内容，增大设计性、研究性的实验内容，学生根据提出的功能要求和性能指标，由学生自己完成系统的设计和实验等工作。学生自主性得到充分的发挥，由学生以自由灵活的方式来完成实验，以激发其积极性，增强了学习兴趣，提高了实验的效果。

2.2 课程设计教学之探索

计算机控制技术的课程设计是本课程教学中的一项重要内容，是完成教学计划达到预期教学目标的重要环节，是教学计划中综合性较强的教学环节，它对帮助学生全面深入地掌握课程教学内容、培养学生理论联系实际的能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。本课程设计的目的是通过解决某个实际问题，巩固和加深计算机控制技术课程中所学的理论知识解决实际问题的能力，基本掌握计算机控制系统的一般设计方法，提高计算机控制系统的设计和分析能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

目前多数学校在课程设计时采用的方法是在计算机控制实验设备的基础上，完成一些综合性较强的系统设计题目，比如在TD-ACC计算机控制实验系统上可以完成基于8088微处理器的直流电机闭环调速控制系统设计和实现、温度闭环控制系统设计和实现等设计课题。缺点是系统的框架固定，可选范围有限。

针对课程设计，我们拟以单片机为控制器完成计算机控制系统的设计，融合Matlab和Protues等软件。利用Matlab在建立控制系统模型的优势，以Matlab软件作为课程设计的理论仿真平台，加深学生对计算机控制理论的理解和应用。另一方面，在Proteus平台和Keil软件的支持下，学生可以完成系统从芯片选择、电路设计、程序编写、调试、仿真运行的整个过程，可以锻炼学生解决问题的能力。因此我们设计了基于Protues的单片机步进电机控制系统设计、仓库温湿度控制系统设计、加热炉温度控制系统设计等课程设计课题，作为对原有课题的补充，解决了原有实物设计系统的不足，拓宽了课程设计范围。　2.3 重视辅助实训环节的探索

高等工科学校是培养社会所需要的有一定理论知识、实践动手能力强、具有工程意识和一定创造性的高等技术应用型人才，因此，要完成这一培养目标，我们就必须重视实训环节。我们学院不断加强实践教学与管理改革，创立了创新实训基地，以综合、设计创新实训为主，实训形式丰富多样，有综合性设计、计算机仿真、创新设计、实物制作与竞赛，并不断加强实训基地和课程教学的联系，目前实训基地已经有专人管理，走上了规范化的教学管理轨道。

为配合本课程，我们学院组织一些动手能力强、有兴趣的同学成立实训小组，利用课余时间进行培训，指导教师只给出训练项目的基本要求、所要实现的功能和性能指标，系统设计、元件选用、PCB板制作、焊接工艺和电路调试等环节，均由学生独立完成，以加强学生的工程意识与实际应用能力，并要求学生对一些课题的设计制作具有创新性。学生还通过到产学研结合的企业实习、参与教师所承担的工程课题工作等，进一步培养学生的工程应用能力，如完成智能温度闭环控制系统设计、循环温度检测仪等项目。尽管这种形式灵活的环节目前面向的学生人数不是很多，但是结出了甜美的果实。经实训基地训练的一批学生获得了优良成绩，我院学生于近几年连续在全国大学生电子设计等竞赛中获奖。

3结束语

通过对计算机控制技术课程教学过程中存在的问题进行探讨，我们认识到实践教学环节在本课程教学中的重要作用，在具体实施实验教学、课程设计教学和其他辅助实训教学等方面做了一些探讨，在教学实践过程中积累了一些经验，取得了较好的教学效果。重视计算机控制技术课程实践改革，可以提高课程实践环节的教学质量，激发学生的学习兴趣，提高学生的实践能力，培养其创新精神。同时，我们发现提高教学质量和学生的学习效果、培养学生独立动手能力和分析解决问题的能力，是一个值得我们不断研究的课题。我们在实际教学中尚存在一些问题和不足，希望在今后的教学研究和教学实践中，可以进一步探索出更好的方法，提高学生理论联系实际的能力。

参考文献

[1] 于海生。计算机控制技术[M].北京：机械工业出版社，2007

[2] 王建华，黄河清。计算机控制技术[M].北京：高等教育出版社，2003

[3] 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，2007，12(6)：370～372

[4] 李敏艳。计算机控制技术课程设计的创新与实践[J].实验室科学，2010，12(2)：112～114

[5] 罗胜，薛光明，周宏明。建设开放的计算机控制技术实践教学体系[J].现代教育技术，2008，18(7)：113～115

计算机控制技术论文篇五

关键词：计算机控制技术；技术应用型本科教育；教学改革；实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）38-0093-02

一、引言

计算机控制技术是结合自动控制技术、计算机技术、自动检测和传感技术、微电子等技术逐步发展起来的。随着该技术的发展和普及，控制系统趋向于利用计算机进行控制。计算机控制技术课程是自动化专业普遍开设的一门重要的专业课。自动化专业的学生或从事该专业的工程技术人员需要掌握分析设计与实现计算机控制系统的方法，并能完成控制系统的软件开发、系统安装与调试等[1]。上海电机学院定位为技术应用型本科教育，为了满足本校自动化专业培养人才的要求，在分析了该课程的实践性强的特点以及教学过程中存在的某些问题，从理论教学、实践教学及考核方式等方面进行了教学改革。

二、课程特点及课程教学中存在的问题

计算机控制技术课程安排在第6学期开设，该课程内容既是这些专业的学生毕业设计中要大量运用的，更是学生毕业后从事自动控制系统、智能仪器仪表和机电一体化产品的设计与运行中要长期应用的。在学完本课程后，学生应能根据不同的应用对象，运用离散控制理论，设计符合要求的计算机控制系统。由于该课程涉及的知识面和基础理论较广，具有较强的实践性，与专业课密切相关等特点。在授课中，教师应把有关课程的相关内容融合到该课程中，处理好与先修课程和后续专业课程的关系，形成系统的课程知识体系。

现有的“计算机控制技术”教材种类繁多，就涉及的内容而言，有的偏重于理论分析，有的以单片机为基础，介绍系统的硬件组成和应用软件开发[2]。受课时限制，学生很难全面掌握主要内容，制约了其提高自身应用该课程知识，完成系统的设计分析与安装调试能力。因此，学生在遇到实际问题时，由于缺乏面向工程实际经验，不能从问题本身分析，难以运用综合知识解决问题。这不符合我校应用型本科人才的培养目标。因此我们对该课程内容进行了一些研究与探讨。

三、课程教学改革的思路及对策

1.理论教学改革。（1）正确定位教学目标，优化教学内容。在课程内容设置上应以计算机在控制系统过程中涉及到的技术问题为主，突出实践性。计算机控制系统是一种建立在一整套完整的控制理论基础上的自动控制系统。在确定课程内容时需要考虑理论知识和深度，处理好计算机控制系统的理论知识与应用技术的关系。教师可以尝试选择一两个完整的应用实例，贯穿在整个教学过程中，让学生在开始阶段就对实际的计算机控制系统有感性认识，例如，一种计算机温度控制系统，学生学完第一章对这个系统进行定性分析，使学生对温度控制系统中各组成部分的作用以及系统的工作原理有初步的了解。学完离散控制系统的数学模型理论内容后，学生能够建立温度控制系统的数学模型；在学完控制算法和控制方法后，学生能够利用常用的控制算法或改进控制算法，实现对系统的设计和控制，并能借助于Matlab仿真工具进行建模与仿真；学生在学完计算机控制系统的相关内容后学生可以在实验室实现所设计的温度控制系统。学生在学习该课程的整个过程中，借助于一些应用实例逐步把理论知识转化为实际的系统，提高自己的系统设计与调试能力。（2）改进教学方法，建立以学生为中心的学习模式。启发式、互动式的教学方法易于激发学生听课的热情和积极性，达到加深理解的效果。在教学过程中应注重设计出启发学生思维的问题，尊重学生的主体地位。从工程实际中提出问题或从已有问题中提出新问题容易调动学生的学习积极性，满足学生解决实际问题的好奇心。教师应事先精心研究和设计在授课过程时何时提问，提什么问题。要能根据提出的问题启发学生进行问题分析与讨论，达到解决问题的目的[3]。（3）充分利用现代教育手段。灵活运用传统的黑板教学方法与多媒体等现代化手段，使教学内容易于理解，形象直观地呈现给学生。把自动化监控系统在工业生产现场的视频材料作为教学录像，使学生对计算机监控系统有初步的了解，并让学生感受理论知识的实际运用，扩大知识面。还可以采用Matlab等仿真软件设计一些算法、进行系统建模，增强学生解决实际工程问题的能力。例如，在讲授计算机控制规律如PID数字控制等理论性较强的内容时引入Matlab/Simulink仿真工具，可以把难以理解的理论知识通过仿真模型以图形化的方式向同学演示，从而增加教学信息量。学生可以利用Matlab/Simulink工具建立系统的数学模型，并进行仿真调试与结果分析，总结不同的控制规律对控制结果的影响。（4）鼓励学生探究式或研究性学习。探究式学习是学生在对课程有一定兴趣、带着了解问题或解决实际问题的愿望之后的一种自主性的学习方式。教师要充分发挥引领作用，以保证这种学习持续有效的进行。例如，在讲授PID控制算法及改进的PID控制算法问题后，以作业的方式指导学生学习有关控制技术和控制方法等方面的论文，进行理论推导及分析，对知识进行总结，并在课堂上讨论。通过阅读文献资料，学生会更加清楚地认识到计算机控制技术的应用领域，理解一个控制系统该如何建立，进一步提高学生的分析问题和解决问题的能力。

2.实践教学改革与创新能力的培养。该课程安排了8个课时的实验，在实验过程中注重仿真实验和实物操作相结合，培养学生的理论研究能力和思维能力。在实验教学过程中，发挥学生的主体作用，培养学生的自主学习能力。

实验教学内容的确定。实验内容主要分为验证性实验、设计性实验和综合性实验[4]。验证性实验主要有“A/D转换”、“数字PID控制算法的研究”等。通过此类实验让学生验证实验结果、理解相关的基本理论知识，从而培养学生的实验操作能力。设计性实验主要有“直流电机转速计算机控制”等，通过此类实验学生结合实验要求和条件，自行设计实验方案并加以实现。综合性实验主要有“水箱液位控制系统”等，通过此类实验，学生可运用掌握的综合知识、技能和方法进行的一种复合型实验[5]。

实验类型的改革。增大了设计性和综合性的实验[6]。学生设计并实现简单的控制系统，通过系统搭建和整体调试以提高运用综合知识的能力和动手能力。

增加实践教学环节。本课程增开了1.5周的课程设计，安排在课程教学结束后进行。可由4～5名学生组成一个团队，要求学生结合工程实际，设计完成一个完整的计算机控制系统。通过对计算机控制系统的设计、分析和调试，提高学生的实际应用能力和动手能力，为以后开展毕业设计以及从事实际工程设计、维护等工作打下良好基础。

3.多种考核方式考查学生的综合能力。为激发学生对该课程的学习兴趣，我们对原有的卷面考试和测验的考核方法及考核内容进行了完善，以利于创新精→www.huzhidao.com←神培养和技术应用能力的提高。评价学生的总评成绩由三部分组成：平时成绩、实验成绩和闭卷考试成绩，比例为2∶2∶6。把课外作业、研究报告作为平时考核内容，增加实验成绩，以调动学生做实验的兴趣和学习主动性。

四、结束语

“计算机控制技术”是自动化专业的一门专业课。根据该课程的特点以及课程教学中存在的某些问题，从理论教学、实践教学和考核方式等方面进行了探讨。理论教学方法的使用效果良好，实践教学环节的改革也在不断地尝试。在教学过程中，结合多种教学方式，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力和创新精神，增强学生综合运用知识的能力。

参考文献：

[1]陆锋，陈桂，林健。自动化特色专业控制类专业课程改革探讨[J].中国电力教育，2011，（13）.58-59，67.

[2]张向锋，刘军，丁斗章。《计算机控制技术》课程建设探讨[A]//第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集[C].2009年8月15-17日。

[3]陈桂，陆锋，宋丽蓉。计算机控制技术课程教学改革研究与实践[J].中国现代教育装备，2009，（3）：52-54.

[4]赵亦欣，唐雁，黄伟。自动化专业实验教学与工程应用整合的研究[J].西南师范大学学报：自然科学版，2009，34（1）：173-176.

[5]张向锋。计算机控制技术课程实验教学实践与探讨[J].实验室研究与探索，2014，33（7）：185-188.

计算机控制论文篇六

（第四军医大学，陕西西安710032）

关键词：控制算法理论；网络图；计算机算法；显示

中图分类号：TN711?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）17?0151?02

21世纪的今天，科学技术的进步推动了现代化进程的发展，计算机技术的广泛应用，推动了各行各业的发展。计算机技术和图论之间的有效融合，不仅仅存在定量上的优势，同时也存在定性上的优势。网络图计算机算法的显示过程更是结合控制算法理论和网络图的核心部分，其实现了现代化计算机算法显示的过程。因此本文对控制算法理论及网络图计算机算法显示研究不仅仅有一定的经济价值，同时也存在一定的现实意义。

1 图的存储结构和网络图的显示

1.1 图的几种存储结构

关于计算机图的运算和存储，主要是结合存储图的基本结构，不仅仅存在关联矩阵和邻接矩阵的结构，同时也存在邻接表和十字链表的形式。对于关联矩阵和邻接矩阵的结构而言，主要是一种数组结构；对于邻接表和十字链表而言，主要是一种链表结构。邻接表有不惟一的表示，在边表节点的连接次序的表达中，往往需要结合邻接表的算法形式。对于网络图的表示而言，邻接多重的形式有较好的效果。

1.2 网络图的显示

网络图的计算机显示理论基础主要结合C 语言实现网络图的绘制。在网络图点与点之间的连线分析中，往往存在错综复杂的一种顶点和边的关系，并在屏幕的网络图绘制中将各个顶点画出，物理坐标系的确定如图1所示。

在x 轴和y 轴的计算过程中，更要保证取值为整数。通过在屏幕上画边，将顶点坐标找出，屏幕上对顶点任意添加中，需做好方法的根本绘制。

图的显示算法完成中，通过对网络图绘制，将若干条边和顶点添加，将若干条边和顶点删除，并在历史的查询中对时间进行记录。网络图显示和查询系统的基本框图，如图2所示。

网络图显示的算法结合中，通过对网络图进行绘制，并在网络图相关信息的输入时，对邻接多重表进行修改，关于新加的顶点将其标记为visited，同时也是True。新的边节点生成之后，在图中P 位置的对应中，将新增加边的顶点找到，如图3所示。实际的操作如下所示：

网络图显示中涉及的一些功能算法实现需要结合一些辅助性的功能将网络图画出并做好网络图的调整，及时地存储网络图，并对若干条边和相关顶点添加之后，做好图形的显示，进而构建出网络图计算机显示和查询的基本系统。

2 网络图计算机算法和显示方法

在现代化网络图的广泛应用中，结合计算机算法和实际的显示过程不仅仅存在点符号全控制一种算法，同时也存在边符号控制算法。对于网络图的显示方法而言，需要做好多种显示方法的一种不断分析和应用。

2.1 点符号全控制的一种算法

点符号的基础理论，主要是结合了全控制算法的一种发展变化模式。这种符号全控制算法在将相关理论中，是结合符号控制算法的一种形式，是基于闭领域的一种组织结构，在符号全控制算法中，将极限度引入，并做好最大最小度的限定，这种网络图的符号控制算法下限过程中，实现下界之间的根本更新过程。在符号全控制算法图像的进行中，结合下界问题的更新角度，对下界的具体网络图进行根本上的满足。网络图符号的全控制算法的进行中，保证符号有着一定的完整性和全面性。网络图算法的研究，更要做好思路的不断拓展，实现算法的根本完善和改进。

2.2 边符号控制的一种算法

在2001年符号边控制算法被首次提出，其在m 边的最小符号边控制算法的确定中，实现了网络图控制算法理论内容的全面丰富和完善。2002年，网络图的符号控制算法在对上界和下界进行确定中，结合特殊网络符号边控制算法的确切值，实现了网络图符号边控制算法界限。

2.3 网络图的显示方法

对于符号和边符号的显示而言，通过结合网络图的一种显示方法，在屏幕对相关网络图进行绘制中，就要做好数据的输入和点的添加。数据的输入，要求使用者将指令在计算机输入网络图中输入，并对相关数据信息进行输入。这种相关数据信息，不仅仅包括顶点的个数N，同时也包括边的数目M 以及顶点的坐标。通过对邻接多重表创建，在邻接双重表中将数据输入，进而将网络图的数据输出环节完成。这种对边和顶点的输入过程中，做好边和顶点指令的添加并输入新添加的数目。顶点新添加的过程，有着孤立性的特点。在网络的不完整连通中，往往要结合基础性的环节，做好网络图的根本绘制。

因此，在网络图计算机算法和实际的显示中，以点符号全控制算法和边符号控制算法为基础，在网络图的控制算法应用中，做好网络图的完善性设计，实现计算机算法和显示系统的更高工作效率。

3 实际运用中计算机算法和显示方法的改进

现代化生活的各个领域中，网络图的广泛运用推动了现代化社会进程的全面发展。对于计算机网络图中的符号全控制而言，结合边符号控制系统的完善，对计算机的显示进行控制，实现查询和显示相结合的网络图系统的完善。

计算机算法和显示中，结合网络图显示和相关的查询系统，在系统的不稳定设置中，注重系统中网络图的多次修改。通过对顶点和边进行不断修改，这种多次的修改操作实现了数据的实时查询，不仅仅将图像的古板有效避免，同时也避免了图像的模糊。结合数据库的形式，在数据库存储中对相关数据进行操作，将数据查询的基础需要有效解决，实现对系统的不断完善。在不同对象的分析中，做好系统的全面改进。基于在交通网络中的应用，实现了计算机算法和显示方法的有效性。

在现代化社会的全面发展中，计算机算法和显示方法的应用，不仅仅需要更多人力和知识的投入，同时在多次的实践应用中，更要结合现代化社会的发展，结合各个领域的实际需求，对网络图技术进行根本上的完善。对计算机算法和显示方法的不断完善，更要本着时代经济发展的主题，实现计算机算法和显示方法的基础性完善。

4 结语

计算机控制论文范文篇七

【摘要】

本文通过“工控组态软件”项目的开发，着重讨论实时系统与信息系统的集成。近年来，国内外的组态软件取得了很大的发展，已广泛应用于企业生产。组态软件以实时数据库作为核心技术，综合了工控、网络、图形处理与数据库访问接口等技术，是技术含量较高的一类软件产品，具有良好的应用前景和市场潜力，因此，有多家信息技术公司都在开发工业组态软件。

我有幸参与了该项目，在该项目中担当了分析与设计的部分任务，该软件采用Windows 2000操作系统，主要采用VC6.0进行开发。以下本文将从我所开发的组态软件的特征、软件的体系结构设计、实时数据库设计、可扩充性与可维护性设计以及项目实施管理等几方面加以论述。

【正文】

工业控制组态软件在工业界有着相当广泛的应用，此类软件允许用户在图形界面下对控制系统的各种采样点、过程输出点、设备、生产车间、控制回路、文件报警、生产报表、控制策略、网络设备和生产工艺画面进行定义与组态。使用该类软件时，用户甚至可以不写一行程序就能够构成自己的控制系统，有些功能强大的组态软件还可提供与网络、Internet、数据库访问接口等的连接功能，使现场控制系统能相对方便地和企业的信息管理系统加以集成，某信息技术公司决定开发新的具有一定通用性的工业组态软件，作为技术骨干，我在该项目中担当了分析与设计的部分任务，该软件采用了Windows 2000操作系统，主要采用VC6.0进行开发。

本文将从我们所开发的组态软件的基本特征、软件的体系结构设计、实时数据库设计、可扩充性与可维护性设计以及项目实施管理等几方面加以论述。

l. 我所从事开发的组态软件的基本特征

通过分析国内外的组态软件的特点和当前的技术发展情况，我认为我们着手开发的组态软件应当突出下述三个特征：

（1）“实时与可靠”是此类软件赖以生存的应用前提，但是目前还是有很多的组态软件做不到这一点。

（2）具备良好的网络连网能力与分布功能。

（3）有效地采用ODBC（开放的数据库连接），便于和其他信息系统集成。

这个项目在技术上，应着重于组态软件的体系结构设计与实时数据库的设计上需求分析则应着重分析国内外同类软件的功能，通过比较与鉴别，才能产生真正优秀的软件。

2. 组态软件的系统体系结构

本软件采用的是三层体系结构，设计结构时要具有开放性和良好的可扩充性。

（1）软件的底层是硬件访问控制层。这一层所采用的是前几年才推出来的OPC（OLE for Process Control）技术，采用该技术的好处是OPC是微软参与制定的标准接口技术，有众多的硬件厂商支持，所采用的OLE技术使软件具有良好的适应性和扩展能力。

（2）中间层是实时数据库。该层是整个系统的核心，在设计上除了具有一般实时数据库具有的特性之外，应当为应用层提供了两类接口：一是应用编程接口API（比如以DLL的方式实现），二是ODBC接口，该接口使系统具有很好的开放性，便于系统集成。

（3）上层是应用程序层。在该层通过ODBC接口访问实时数据库，可以通过SQL语句查询数据库的数据。

3、本项目涉及到实时数据库设计

在设计时，我们着重考虑了以下的四个方面：

（1）实时数据库的基本功能：实时数据库完成实时数据库的采集、输出、报警文件等的管理，也进行历史数据的管理。

（2）实时性设计：由于本系统所采用的操作系统是Windows 2000．它的实时性较差，因此要求任务管理定时器必须具有良好的实时性，在系统设计时，我们采用了抢占式服务的高精度定时器，在一定程度上保证了系统具有良好的实时性。

（3）任务调度：其目标主要是使系统在各时间段达到较理想的负荷任务的均衡性。

（4）ODBC接口设计：即开发相应的驱动程序，实现ODBC功能，使之完全遵守SQL约定，这样能允许应用程序的开发手段和开发工具多样化，允许可以采用VC、VB或Delphi等作为开发语言，也使数据库具有很好的开放性。但SQL语句不能实现数据发生时间方面的选择，影响了实时性，因此，系统自动给每个数据库加上时戳，SQL可以通过时戳进行时间控制来选择（读取）数据，从而满足了实时性方面的基本要求。

4. 本系统的可扩充性与可维护性设计

组态软件综合了多种技术，其体系结构与数据结构都较为复杂，再加上我们又希望能适应的实际应用场景有着复杂多变性，因此要求系统必须具有良好的可扩展性与对维护性，以满足功能与性能上不断变化的要求。在系统的设计技术上，我们大量地采用组件技术，如OPC，COM/DCOM与3D图形控件等，组件技术的采用使系统具有了良好的可扩展性与可维护性，降低了系统的复杂度。而且也使我们较方便地获得第三方支持，例如，请经验丰富的图形处理专家编写图形处理控件，就能加快软件开发的进度。

5. 本项目中软件项目实施和管理

组态软件的需求在当前工业控制领域中是较成熟的，基本能满足一般用户的功能上需求，通过比较多家组态软件，可以发现：在它们之间有80％的功能是相同的或雷同的，由于我们项目开发的起步较晚，在自控领域里，我们处于劣势，因此我们提出了“重技术分析，轻需求分析”的思路，即把重点放在组件设计与体系结构的实现上。

在人员的配备上则根据组态软件的技术组成特点，组织一批在自控、网络、组件、实时系统设计和硬件上各有所长的VC高手组成一支精干高效的队伍。

在开发进度上则反复强调“质量第一，进度第二”的原则。

在我们的项目实施中，可靠性作为设计的首要原则，要求项目组成员养成良好的编程习惯，每天必须完成认真的工作日志，每周要写工作总结，完成一段程序代码之后，即应自己先进行从里到外的测试，只有从基础抓起，才能保证组态软件的质量。

通过本项目的开发成功，我深切地体会到要使组态软件在企业实时控制与信息系统集成中发挥其应有的作用，必须注意以下各点：先进的体系结构；支持ODBC的实时数据库；强大的网络功能；功能日益强大的脚本语言等。我期待着本人通过在这个领域中的辛勤耕耘，将会结出更多更丰硕的IT成果。

评注：

计算机控制技术论文范文篇八

主要是用作配电网的改造，其广阔的覆盖范围和迅速的传播速度使配电效率得到大幅度提升。计算机技术在发电、配电、变电、输电等环节起到十分重要的作用，形成了主站、子站、光纤终端组成的网络系统，这种合理化的格局，能够有效提升传输速度。（3）变电系统能使高负荷供电站运行更加稳定，自动化技术主要通过现代通信技术、信号处理和计算机技术实现对设备的检测，实现功能的优化和重组，有效控制电力系统的安全运行。

2计算机远动控制技术的应用分析

计算机远动控制技术的应用主要是通过遥测、遥信、遥控以及遥调等功能实现的，计算机远动控制技术是电力系统自动化技术中的核心技术，其在电力系统运行中发挥着重要的作用，尤其是在电力系统中的数据采集、通信传输以及信道编译码等环节中占据着重要的地位。其中，计算机远动控制技术的工作原理如图1所示。2．1远动控制技术中的数据采集技术远动控制技术中的数据采集技术主要有A／D技术和变送器技术等，其处理的信号多数为0～5V的TTL电平信号，而在电力系统自动化技术中，多数采用大功率参数，为了实现采用远动控制技术处理电力系统中的信号，只有通过变送器将大功率参数转变为TTL电平信号，从而达到遥信信息的编码和遥测信息的采集任务。其中在电力系统中，其遥信信息需要经过采集遥信对象的状态，将采集到的描述遥信对象状态的二进制位编进具体的遥信码中这2个途径进行传送，然后再通过数字多路开关将电力系统各路的遥信状态输出到接口电路中，最后通过接口电路将遥信信息送入到CPU系统中进行处理，从而实现遥信信息编码。2．2信道编译码技术分析在计算机远动控制技术中的信道编译码技术主要有编码、译码以及信息传输协议（规约）等。在电力系统自动化控制中，想要实现采用远动控制技术进行信息采集，则必须通过通信信道传输到调控中心才能使用。因此在电力系统自动化控制中，为了进一步保证传送的信息具有非常好的抗干扰能力，必须要对信息进行信道编译码，其中数字传输系统模型如图2所示。在上述电力系统自动化系统中，通过采用远动控制进行数字传输中，其干扰是不可避免的，而通过信道编译码能够有效克服通道中的干扰，其中，信道编译码的方法主要采用线性分组码中的循环码进行编译码。2．3循环式数据传送规约远动控制技术在变电站、电厂以及调度中心的数据通信应用中，首先需要在信道编译码前，预先设定通信方式和数据格式，也就是通信信息传输协议（规约），以保证电力系统中数据通信的可行性。另外，在电力系统远动控制技术中，其数据传输主要是以帧结构的形式进行传输的，其中重要的遥测信息主要安排在A帧，次要遥测信息安排在B帧，一般遥测信息安排在C帧。通过采用帧格式进行包装后，电力系统中的数据就能够有效按照规约进行传送，从而实现信道全部编译工作，实现对电力系统的全方位监控。

3电力系统自动化技术的发展及建议

对于电力系统自动化的发展方向，应从以下几点出发：（1）兼顾提高经济效益和改善自动化服务水平，我们追求的自动化技术应向着更优化、更具实效性、更加智能化、区域覆盖更广的方向前进。（2）加强电力自动化系统的设备稳定性，有效保障其安全运行，尽量减少大面积停电，建立一系列行之有效的处理机制，将停电损失降到最低。（3）开拓电力系统自动化的数字化之路，使数据更加全面，数字更加精准，力求节省更多时间和人力。（4）随着科技的不断进步，各种先进设备相继出现，对电力企业的工作人员提出了更高的要求，加强电力企业人员的技能培训和技术队伍建设，注重对新技术高素质人才的引进和吸收，培养全面发展的技术人才，鼓励员工以先进的理论知识和丰富的实践武装自身，投入更多精力到电力自动化的发展中去，推进电力自动化的发展进程。（5）在全球能源危机的严峻形势下，正是挑战电气自动化进程的关键时期，要以可持续的发展观，改善传统的管理模式，从整体化逐步转变为分布式、集约化的运营模式，实现能源利用的最大化、功耗的最小化、资金节约化。

4结语

计算机控制技术论文范文篇九

【关键词】计算机控制技术；教学内容；教学方法；教学手段

《计算机控制技术》课程定位为常州工学院测控技术与仪器专业的一门核心专业课，理论性、应用性、实践性和综合性都很强。本课程重点介绍计算机控制系统的组成原理和结构，计算机控制系统的工程设计方法，复杂控制算法的实现等方面的内容。通过本课程的教学，使学生掌握计算机控制系统方面的相关技术、基本理论和设计方法，给学生将来从事计算机测控相关的工作打下坚实的基础。

1 课程教学内容

计算机控制技术是一门核心专业课，它既有自身的理论体系，又有很强的实践性，在本科教育中起着重要的作用。课程特别强调理论联系实际，注重培养学生解决实际问题的能力和工程实践能力。

课程理论教学内容主要围绕以下几个方面开展：①总线技术与总线扩展技术；数字量输入输出接口与过程通道；模拟量输入输出接口与过程通道；硬件抗干扰技术。②步进电机控制技术与伺服电机控制技术。③数字控制器的连续化设计技术、离散化设计技术；纯滞后控制技术、串级控制技术、前馈-反馈控制技术；解耦控制技术。④程序设计技术；测量数据预处理技术；数字控制器的工程实现；系统的有限字长数值问题；软件抗干扰技术。

在设计该课程实践教学内容时，课程组确立了先进的实验教学理念与改革思路，制定了科学的教学体系与教学内容，坚持实践与理论并重，能力培养与素质提高并行，课程实验与工程训练、创新设计、科学研究有机结合，创造以学生为本的人文环境，坚持把知识传授、能力提高、素质培养贯穿于实验教学始终，注重培养学生建立大工程观、大系统观、大集成观，强化实践技能，着力培养学生的创新精神和创新意识。课程开设的实验主要包括：采样与保持实验，学生主要了解常见ADC和DAC器件的使用方法；直流电机控制实验，理解用PID控制算法控制直流电机的方法，了解PWM 调制、直流电机驱动电路的工作原理；最小拍控制算法的研究实验，学生主要学习并掌握最少拍控制器的设计和算法，了解最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成和危害性；PID控制实验，掌握常规的数字PID控制算法的原理及其应用，掌握PID调节器参数整定的方法。

2 教学方法与教学手段

计算机控制技术是一门与工程实际联系十分紧密的专业课程，涉及的相关专业基础课程有多门，因此，给课程教学带来了一定的难度。为了使学生能够全面掌握本课程的相关知识，我们在教学方法、手段等方面进行了一些有效的尝试，取得了良好的教学效果。

2.1 五位一体的立体化课程教学体系

五位一体的立体化课程教学体系：采用了“课堂+实验室+教学网站”的教学平台、“研究型+启发式+工程案例”的教学方法、“讲课+习题课+讨论课+实验课”的教学形式、“基础型+分析型+综合型+设计型”的课后作业、“平时成绩+实验成绩+考试成绩”的考核方法。

2.2 将科研资源与教学资源有机结合，提高课程教育质量

虽然常州工学院定位为应用型本科院校，但随着测试计量技术及仪器校重点建设学科的建设，科研水平不断提高，具有良好的科学研究和工程应用平台，取得了一些科研成果。科研水平的提高带动学科专业的发展，学科专业水平的进步对教学水平的提高具有积极的作用。将科研资源转化为教育资源，也是提高课程教育质量的一个重要因素。

我们较好地实现了教学资源、科研资源在人才培养和科学研究方面的开放和共享。在学生进入大三后，根据学生的兴趣，组织学生进入不同的学科方向进行锻炼，委派科研学术骨干教师给学生进行学术讲座，使学生对科研产生浓厚的兴趣，激发学生的学习热情和求知创新欲望。

教师的科学研究工作也是学生获得知识的一个重要的途径。在专业课程学习过程中，许多抽象的理论知识学生很难理解，教师在理论课程教学过程中，注重理论联系实际，结合自身的科研工作，将抽象复杂的理论知识通过具体的工程应用实例来描述，加深了学生对理论知识的理解，增强了教学效果。

2.3 利用现代教学手段提高效果

制作了计算机控制技术多媒体课件，应用MATLAB仿真实验系统向学生展示计算机控制技术的最新发展状况和应用成果。并且通过可动态更新的课程网站，使不同层次、不同需求的学生可以跨越时空限制，按需索取所需资料。“学生资源共享”和“网上答疑”系统的运用大大加强了学生和教师之间、学生和学生之间的交流和互动，进一步扩大了网站的资源来源和共享性。

2.4 严格课程考试管理、规范课程考核形式

本课程考核由两部分构成：理论考试成绩占总成绩的60%，实验成绩占总成绩的20%，平时成绩占总成绩的20%。理论考试采用闭卷方式，试题由主讲教师按照大纲要求命题加入试卷库，并做好相应的参考答案和评分标准。实验成绩根据学生的实验预期、实验操作、实验报告综合评分。

3 结论

《计算机控制技术》课程建设课题组成员在教学改革上进行了一些有益的探索和尝试，对教学内容的调整、教学手段和方法的改进与完善等方面进行了详细的总结，取得了一定的效果。

【参考文献】

[1]于海生，丁军航，潘松峰，等。微型计算机控制技术[M].2版。清华大学出版社，2009.

[2]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.

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