時間：2022-07-16 19:09:25
序論：在您撰寫計算機控制技術論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
計算機控制技術發展初期，是以集中控制的工作方式進行計算機系統控制的。集中控制系統會建立統一的控制中心，由控制中心負責信息的收集、處理、加工等工作。如果集中控制系統出現了任何問題都能夠及時發現，有助于企業及時制定科學合理的解決方案，系統的控制效率也因此得到了大幅度提升。集中控制技術主要是將信息的輸入或輸出作為控制主體的，主要包括信號采集、信號運算、信息處理及信息反饋、狀態顯示等工作內容，以上工作內容主要是通過IPC（一種工業控制計算機）控制完成的。IPC會收集溫度、PH值、壓力等相關數據，并通過接口卡來接受經過處理而得到的信號。集中控制技術具有一定的缺陷，一旦出現控制失誤的情況就會使整個系統的運行都會受到某種程度的影響。而且，隨著控制系統的日益復雜化，一臺計算機已經無法負責控制多種信號的處理工作。為解決以上缺陷問題，以集散控制工作方式為主的計算機控制技術隨之發展起來，集散控制又被稱為分布式控制系統，根據功能的不同，集散控制又被分成了上位機與下位機，集散控制系統將通信作為系統的核心。整個系統的集中監視工作主要由上位機負責，而下位機則負責控制分布在各現場的用于分布控制的個體，集散控制系統的上、下位機通過通訊互聯網進行信息傳遞，保持信息通暢。集散控制系統具有較高的安全性、有效性及可拓展性。但許多廠家為實現經營壟斷常常采用封閉形式的集散控制系統，阻礙了集散控制系統的推廣和發展。
2封閉集散控制系統到工業現場中線的發展分析
封閉式的集散控制系統缺乏較好的兼容性和開發性，系統存在無法共享信息的局限。為增強集散控制系統的兼容性和開發性，在構建系統過程中必須采用標準化、網絡化的網絡協議，工業現場中線技術隨之發展起來。由該技術構建的工業現場總線控制系統可以確保工業現場中智能化儀器、控制器、執行機構設備之間保持信息通暢。整個控制系統按照總線方式有條不紊的運行著。工業現場總線控制系統采用的是開放式的現場總線協議，以該協議方式進行現場所有支線工作的協調工作，不僅可以降低投資成本、維護資金，該系統還具有操作簡單、經濟實用、工作效率高的顯著優勢，用戶的功能需求也可以得到更好地滿足。工業現場總線控制系統是一種開放的、互聯的分布式系統。該系統將工業現場作為中線，通過收集中線中的信號或信息，并根據所收集的信息對其進行有效控制，將分散控制管理與集中控制管理進行了有效結合，將系統危險分散開來，實現控制分離。
3現場控制到企業自動化控制發展分析
以太網工業協議作為一種開放式的網絡協議，實現了全方位的自動化控制。在計算機控制技術中引入互聯網，有助于提升產品的安全系數和適用性。但目前，企業化基于以太網的自動化控制中存在著一個問題就是不穩定的網絡信號，無法確保系統時刻保持在穩定的工作信號下。信息化工廠的提出是為了解決以太網不穩定問題。基于該技術下，系統將大量的數據進行轉移，使信息的采集、傳輸和處理都能處于良好的環境中，最終實現信息的自動化控制，并提高控制效率。
4總結
關鍵詞MARX發生器程控電源RS485總線VisualBasic
1引言
脈沖能源裝置在加速器、自由電子激光研究、X光閃光照相和粒子聚變等脈沖功率技術研究領域廣泛使用，通常使用數量較多，分布較廣，同時周圍電磁干擾較強，控制操作和參數測量都比較復雜，同時也需要較多的人力來維護。
隨著計算機技術的發展，當今世界上基于PC的自動化方案已成為主流，PC在自動化領域的應用正迅速增長，通過將所有的功能集成于這個統一開放的平臺上，通過人機界面可以使復雜的控制和數據處理變得更加簡單化。
2控制系統硬件構成
整個系統有多臺Marx需要控制，每臺發生器由充電控制和觸發兩部分組成，需要控制的量有充電電壓的起停控制、電壓檢測、接地裝置的通斷控制、觸發以及開關上的氣壓檢測等，通過一條總線將將系統中的各個被控量連接在一起，構成一分布式控制系統，這里采用工業上廣泛使用的RS485總線，RS485總線是美國電子工業協會（EIA）制定的平衡發送、平衡接收的標準異步串行總線，具有傳輸距離遠、通訊速率高，抗干擾能力強，軟硬件支持豐富與現場儀表接口簡單，易于實現和擴展等特點，接口總線上可連接32個設備，加中繼器后最多可達255個設備，因此完全滿足該能源控制要求?？刂葡到y框圖如下：
圖1控制系統結構圖
該系統由一臺主控上位機PC和一系列MARX發生器充電電源設備構成，由于環境電磁干擾較為嚴重，在選擇通信介質時可優先采用光纖通信方式，通訊速率57.6kB/s，通訊距離可達1.2km，通過上位機（PC）發送參數及控制命令，給電容器充電到事先設定的電壓值（0到100kV之間任意值）。在以上各子設備中，經常要用程控電源去控制MARX發生器的充電電壓、充電速度。通過一臺工控PC機靈活地控制多臺充電電源，以達到控制各MARX發生器充電的目的。針對這一需要，采用帶有RS485通信接口的具有線性升壓功能的可編程交流電源，該電源內部自帶單片機系統和看門狗定時器，每個電源賦予各自獨立的地址碼用以識別身份，同時它屬于正弦波調壓，可有效避免采用傳統的采用可控硅調壓方式時屢次損壞高壓變壓器的情況，使操作者能夠方便靈活地對其進行控制。
每路Marx發生器充電部分包括程控電源、雙極性高壓變壓器，分壓器和接地裝置等三部分，見圖2所示，程控電源給高壓變壓器初級提供緩慢上升的電壓，變壓器高壓側經整流后給MARX發生器充電，電壓檢測是通過10000：1的高壓分壓器將分壓后的信號送給程控電源內部A/D轉換，經內部單片機處理，并與設定的電壓值進行比較，比較后的結果用來實現自?？刂?，這樣可有效防止通訊故障所造成失控現象。
圖2Marx發生器能源部分線路圖
3MARX發生器能源制過程
①程控電源接通供電電源時的輸出為0伏，開關量輸出為假（開路）。
②首先上位機發出各種設置參數到指定地址程控電源。如,上升時間、上升速度、保持時間、充電電壓等。
③程控電源收到電壓回傳命令后，將兩路模擬量的值傳送到上位機。
④上位機發出啟動指令后，指定地址程控電源的輸出開始從0伏慢慢線性上升到設定值，保持到指定的時間后關斷輸出。當上位機發出所有電源都啟動指令后，所有程控電源都啟動。
⑤上位機發出立即停止指令后，指定地址程控電源的輸出立即停止上升，保持到指定的時間后關斷輸出，當上位機發出所有電源都停止指令時，所有程控電源都立即停止。
⑥上位機發出接地打開指令后，指定地址程控電源的開關量輸出為1，電磁鐵吸合，當上位機發出所有程控電源的接地都斷開命令時，所有程控電源的接地電磁鐵都吸合。
⑦上位機發出接地指令后，指定地址程控電源的開關量輸出為0，電磁鐵釋放，當上位機發出所有程控電源都接地時，所有程控電源的接地電磁鐵都釋放。
4監控軟件設計
軟件采用VisualBasic6.0編程，作出十分直觀的人機界面，采用RS-485通信標準和上述的問答方式進行數據通信，通過上位機向串口讀寫數據，并通過光纖485總線將各種控制信息傳送到現場的每路MARX充電子系統，上位機就可以監控網絡上任何一臺MARX能源了，予置數值可以分別顯示在PC機軟件窗口和單片機系統的予置數字表頭上。同時，現場實測電壓信號也可以實時顯示在PC機的界面上。此設計界面直觀，而且利于對現場信號進行實時監測。因此，采用本系統，大大提高了現場信號予置精度，對實驗操作人員來說人機界面良好，簡單易懂。
根據系統功能的要求，上位機需發送2種類型的命令：（1）同期命令，它由定時器觸發引起，每隔一個定時周期發送1次，例如發往各充電單元的數據和狀態回傳命令；（2）非周期性命令，它由操作者按動相應命令按鈕引起，非周期性發送。所有命令均采用ASCII碼方式傳送，為了防止通訊錯誤，各子機正確收到上位機發來的命令后返回相應的確認字符。
在VB6.0中使用了MSCOMM控件，用來實現串行通信。MSComm控件有很多屬性，其中最基本的有以下幾個：
Commport屬性設置并返回通信端口號，用于指定使用PC機的哪一個串行端口。
Setting屬性以字符串的形式設置并返回波特率、奇偶校驗、數據位和停止位。
Portopen屬性設置并返回通信端口的狀態，用于打開或關閉端口。
Output屬性用于發送數據，可以是文本數據或二進制數據。
Input屬性從接收緩沖區返回和刪除字符，用于接收數據。
本系統VB程序初始化上位機通信程序如下：
mPort=2；選串行端口2
MSComm1.Settings=“57600，n，8，1”''''設置通信參數
MSComm1.OutBufferSize=512''''設置發送緩沖區大小
MSComm1.OutBufferCount=0''''清除輸出緩沖區
Mscomm1.Inputlen=0''''讀入接收緩沖區全部字符
MSComm1.PortOpen=True''''打開串行端口
由于數據是動態接收，所以數據的處理也是動態進行,程序中使用了一個Timer控件，其命令發出與數據的接收均在Timer控件的定時期間進行，在Timer控件的定時期間依次調用模擬量和狀態量返回子過程，同時監視是否有命令按鈕按下，當按下某操作命令按鈕時調用命令處理子過程，部分程序如下：
PrivateSubTimer1_Timer()
IFCmdPress=TrueThenCallSendCmd''''當按下某操作命令按鈕時轉入命令處理子過程
UpdateAI更新各模擬量數據的顯示
UpdateDI更新各狀態量
EndSub
PrivateSubsendCmd()
UpdateDO(Cmd)''''輸出控制開關量
………
EndSub
5系統抗干擾問題
監控系統在工業中的應用越來越多，由于現場的電氣環境比較復雜，容易形成各種干擾源，特別是在大電流、強脈沖實驗環境中，因此研究解決系統抗干擾問題對確保系統的穩定運行有著非常的意義。
該系統中使用RS485總線，RS485總線是采用差分平衡電氣接口，本身具有較強的抗電磁干擾能力，但在實際當中仍然會現一些問題，為此應注意以下幾個方面：
（1）與遠距離上位機通訊采用光纖傳輸，子機之間不方便采用用光纖傳輸時，應選擇合理的網絡拓撲結構。
（2）采用雙絞線作為RS485傳輸線時，雖然對電磁感應噪聲有較強的抑制能力，但對靜電感應引起噪聲的抑制能力較差，因此應選用帶屏蔽的雙絞線，同時雙絞線的屏蔽層要正確接地。
（3）通過在總線兩端加入匹配電阻的方法，解決信號反射問題
（4）系統的供電方式有兩種：一種是集中供電方式，即電源都引自同一處，另一種是分布式供電，各子設備在安裝位置附近取電源，從抗干擾效果的角度講，應選擇集中供電方式，這樣可基本消除各處參考電位不等的情況。
6結束語
本文提出的主從分布式多機通信系統硬件電路簡單，控制靈活。與其他語言相比，用VB語言實現上位機數據傳送的優點是可方便地控制通信對象的選擇，具有較大的靈活性，且編程容易。此外，由于RS485總線的通訊方式仍屬于串行通訊方式，在通訊速度上有些偏低，在操作上表現為數據刷新時間稍微偏長，當系統子設備較多時，其控制的實時性不很理想，此時需對控制系統作進一步的改進。
7參考文獻
《計算機控制技術》這門課程在不同高校的課程設置有很大的不同。有的高校側重于以計算機為主線，著重討論直接數字控制系統、以及現場總線控制系統等計算機控制系統。有的高校側重于硬件系統的設計和仿真，而對軟件卻是一帶而過。有的高校針對的是計算機控制技術的數學描述及控制算法。應該說各個高校在教材的選取和教學環節的進行中都有自己的獨到之處，但是對于針對本校學生的實際情況，這些是遠遠不夠的。在經歷了若干個環節的教學和實踐中，我對計算機控制技術這門課程的教學改革的方法和實踐有自己的一些認識。
2課程教學改革的方法和實踐
2.1教學環節突出側重點
針對本校學生的實際水平，在教學環節中突出側重點。由于本課程的第一部分主要涉及計算機控制的基礎知識、數學模型及控制原理和分析方法。這一部分內容在前期的自動控制原理、復變函數中都有所講述，那么在本課程的學習中主要是針對課程內容進行復習和總結，而不作為重點內容進行講授。而第二部分中，講述的是計算機控制技術的算法和應用以及系統仿真的算法。該部分是眾多學科實踐與應用的理論支撐，包括了經典控制算法如PID控制算法及其改進等，復雜控制算法如最少拍控制及達林算法等以及數字濾波等數據處理方法，同時包括了系統仿真算法。這一部分作為重點內容講授。而第三部分是控制系統的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。該部分需要學生動手實踐來完成，實際應用也很廣泛，在講授中同樣以舉例的方式讓學生能親身體會到軟件方面的使用。
2.2教學與教材有機結合
針對《計算機控制技術》這門課程的特點，現有的高校教材可謂是形形，各有各的特點，那么如何使學生更好的學習課程內容而又不依賴于教材呢？或者說如何使學生更好的理解教材內容而更深入的學習課程知識呢？這就要求將教學與教材有機的結合起來。針對本校學生特點，不能拘泥于一本教材來學習本課程，因此，在教學過程中，第一部分內容也就是前期的計算機控制技術基礎知識和數學模型等內容，主要針對學生現有教材以及自動控制原理等教材進行講解，第二部分內容主要是計算機控制技術的算法和應用以及系統仿真的算法。該部分的內容想對比較難，計算量大，因此既應用現有教材，還參考于海生等編著的《計算機控制技術》以及湯楠等編著的《計算機控制技術》等教材，針對算法的部分，結合不同教材的例題，使學生更好的理解算法的來源。第三部分即控制系統的MATLAB仿真和SIMULINK仿真，該部分更多的需要學生自己動手操作，那么在上課的過程中針對例題給學生通過多媒體演示的方法，引入知識點來提高學生學習的積極性。
2.3有效利用實驗環節
《計算機控制技術》這門課程不但有獨立的理論和方法，而且有相當強的實踐性和應用性。因此，要學好這門課程，必須有效的充分的利用實驗環節。本門課程安排在第六學期開設，該課程的實驗的設置充分結合課堂內容，考慮以實際應用為主，主要安排了數字濾波器、數字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并為了提高學生的學習興趣以及拓展學生的知識面，還安排了選做的步進電機控制、溫度控制系統等現實中廣泛應用的實驗環節。
2.4重視教學中的考核方式
考核是評價學生學習、了解教師教學效果的一個重要杠桿。而僅僅通過期末考試的方法來對學生進行考核的話，有可能使學生平時不注重學習，期末搞突擊，考后知識還給老師。我們把考核分為了4種：
①課堂作業。每次作業計10分，按照作業次數折合成滿分10分的平時成績。
②課堂表現。針對學生的課堂狀態以及回答問題的正確率和積極性，計10分平時成績。
③實驗環節。針對各個實驗中學生的預習情況、實驗過程中的參與情況，實驗結果的準確度來評價，滿分計10分。
④期末考試。期末考試成績折合成70%，再加上以上3項的成績即為學生的總體考核成績。這樣分配更加合理，也充分調動了學生的積極性。
3結語
1.1計算機通信技術的定義計算機通信技術是將現代計算機技術與通信技術進行有機融合，來實現信息資源在計算機同終端設備間或者計算機同計算機間以數據形式進行傳遞的一種現代化通信手段。隨著科技的飛速發展，社會的不斷進步，計算機通信技術在人們的學習、工作與社會生活中應用得越發廣泛，如今正以其對龐雜信息處理、傳遞和利用的便捷與高效受到更多人的青睞，在辦公自動化系統、軍隊指揮自動化系統、信息處理系統等領域發揮著越來越重要的作用。
1.2計算機通信技術的原理計算機通信技術應用的基本原理是通過使用計算機語言二進制數中的0和1來表示高壓電平的轉換方式，把電信號初步轉換成邏輯信號，再把所有的信息用具差異性的二進制序列予以表示，即用二進制數中0和1的比特流電壓來表示信息數據，產生的脈沖電流通過通訊設備來完成數據的傳輸，達到通信功能。
2計算機通信中的傳輸控制技術研究
2.1數據傳輸技術MAC（介質訪問控制子層協議）處于OSI七層協議數據鏈路層下半部分，主要負責連接與控制物理層中的物理介質。進行數據發送時，該協議可預判發送數據可能性，若能發送則在數據上附加部分控制信息，最終將數據和控制信息按照規定方式發送至物理層；進行數據接收時，協議在判斷輸入信息內容未發生傳輸錯誤的前提下，將原先附加的控制信息去掉，將數據發送至LLC層。MAC在傳統有線局域網與當前無線局域網中均得到廣泛應用，MAC層中，數據傳輸技術分為包含總線爭用技術與令牌控制技術的主導技術和其他輔助技術，輔助技術須得配合主導技術一同使用。以下主要針對數據傳輸技術的代表性主導技術進行簡要介紹。（1）CSMA技術。作為一種總線爭用技術，CSMA（載波偵聽多路訪問）利用分散式的控制方法來使附接總線附近的各節點以競爭方式來獲取總線使用權，任意節點無特定發送時間，節點向總線發送數據具隨機性，通過偵聽檢測媒體空閑狀態來決定是否發送數據，若總線處于忙碌狀態則需延遲發送時間。該技術的優點是技術易實現、響應較及時，缺點在于數據發送效率不穩定，網絡負載一旦增大，發送時間就會增長。（2）集中式輪詢技術。輪詢技術是實現集中式數據控制的主要方法，分為傳遞輪詢與輪叫輪詢，前者主機通過向某子站發送輪詢信息來檢測該子站是否無數據傳輸或完成數據傳輸，再向其臨站發送輪詢，以此方式依次處理所有站點，控制最終回到主機；后者主機則是按照順序逐個詢問各子站是否存在數據。（3）分散式令牌技術。實現分散式控制的方法主要是令牌技術，作為最典型的令牌技術，令牌環網的基本原理是網上各主機地位平等，只有獲得令牌的主機才能發送數據。
2.2差錯控制技術（1）ARQ方式。數據接收端一旦檢測出差錯，就會設法通知發送端對碼字進行重發，直至接收到正確的碼字為止。ARQ方式中使用檢錯碼，只可檢測出數據在傳輸過程中發生的差錯，依靠雙向通道把差錯信息反饋給發送端，并且要求發送端設有數據緩沖區來儲存已發送數據，以便對出錯數據進行重發。（2）FEC方式。與ARQ方式相比，FEC方式中數據接收端不但可以檢測出差錯，還能對二進制碼元中發生錯誤的位置進行判斷，從而對差錯加以自動、及時的糾正。該方式中使用的是糾錯碼，無需反向通道來傳輸請示重發的信息，發送端也無需設置數據緩沖區來儲存原始數據，但與ARQ相比，其編碼效率較低，且糾錯設備較為復雜?；旌霞m錯是將以上兩種糾錯方式進行綜合，傳輸設備較為復雜，不作重點說明。
3計算機通信中的數據傳輸控制技術實施要點
3.1傳輸控制軟件的功能模塊松散耦合設計數據傳輸控制服務功能模塊主要包括信道檢測與優選、協議封裝與解析、信息與安全處理等，各模塊之間的選擇和配置可根據數據傳輸具體需求來定。功能模塊松散耦合設計突破了以往設計中存在的功能模塊間相互依賴、邊界不清的緊密耦合限制，增加了各功能模塊的獨立性、可調性，并給予了系統集成人員安裝功能構建的可選擇性，使功能模塊更符合信息傳遞要求，維護人員也能準確發現問題所在，對網絡傳輸控制服務進行有針對性的修復和優化。
3.2傳輸控制軟件的信息傳輸的跨平臺設計跨平臺設計能使程序語言、硬件和軟件設備在不同硬件架構的計算機上或不同的作業系統內實現無障礙運作。信息傳輸的跨平臺設計主要包括信息跨平臺傳輸與軟件跨平臺移植，通過網絡傳輸控制軟件來封裝不同平臺下的驅動機制與通信接口，進而形成統一的接口，以實現對數據傳輸的有效管理。
3.3多協議透明封裝和解析采用多個相對立協議封裝和解析模塊能實現協議封裝和解析功能與業務應用軟件的有效分離，以多協議封裝和解析來使業務軟件應用更為透明，核心處理技術更為簡明。這種多協議透明封裝和解析的實現要以上層信息安全處理軟件為基礎，在交換服務中完成相應格式轉換，實現傳輸協議在傳輸服務層中的封裝和解析。
3.4可靠與實時傳輸相結合不同類型信息在傳輸要求的側重上存在差異，指令類信息傳輸要求可靠性，態勢感知類信息傳輸注重實時性，無線信息傳輸信道的特殊性對數據傳輸質量有較大影響，為保證傳輸的可靠性和實時性，可在無線信道上采用三級緩沖機制，使信息數據依次經過發送緩沖區、等待區與回執等待區，增加人工確認。
4結語
主要是用作配電網的改造，其廣闊的覆蓋范圍和迅速的傳播速度使配電效率得到大幅度提升。計算機技術在發電、配電、變電、輸電等環節起到十分重要的作用，形成了主站、子站、光纖終端組成的網絡系統，這種合理化的格局，能夠有效提升傳輸速度。（3）變電系統能使高負荷供電站運行更加穩定，自動化技術主要通過現代通信技術、信號處理和計算機技術實現對設備的檢測，實現功能的優化和重組，有效控制電力系統的安全運行。
2計算機遠動控制技術的應用分析
計算機遠動控制技術的應用主要是通過遙測、遙信、遙控以及遙調等功能實現的，計算機遠動控制技術是電力系統自動化技術中的核心技術，其在電力系統運行中發揮著重要的作用，尤其是在電力系統中的數據采集、通信傳輸以及信道編譯碼等環節中占據著重要的地位。其中，計算機遠動控制技術的工作原理如圖1所示。2．1遠動控制技術中的數據采集技術遠動控制技術中的數據采集技術主要有A／D技術和變送器技術等，其處理的信號多數為0～5V的TTL電平信號，而在電力系統自動化技術中，多數采用大功率參數，為了實現采用遠動控制技術處理電力系統中的信號，只有通過變送器將大功率參數轉變為TTL電平信號，從而達到遙信信息的編碼和遙測信息的采集任務。其中在電力系統中，其遙信信息需要經過采集遙信對象的狀態，將采集到的描述遙信對象狀態的二進制位編進具體的遙信碼中這2個途徑進行傳送，然后再通過數字多路開關將電力系統各路的遙信狀態輸出到接口電路中，最后通過接口電路將遙信信息送入到CPU系統中進行處理，從而實現遙信信息編碼。2．2信道編譯碼技術分析在計算機遠動控制技術中的信道編譯碼技術主要有編碼、譯碼以及信息傳輸協議（規約）等。在電力系統自動化控制中，想要實現采用遠動控制技術進行信息采集，則必須通過通信信道傳輸到調控中心才能使用。因此在電力系統自動化控制中，為了進一步保證傳送的信息具有非常好的抗干擾能力，必須要對信息進行信道編譯碼，其中數字傳輸系統模型如圖2所示。在上述電力系統自動化系統中，通過采用遠動控制進行數字傳輸中，其干擾是不可避免的，而通過信道編譯碼能夠有效克服通道中的干擾，其中，信道編譯碼的方法主要采用線性分組碼中的循環碼進行編譯碼。2．3循環式數據傳送規約遠動控制技術在變電站、電廠以及調度中心的數據通信應用中，首先需要在信道編譯碼前，預先設定通信方式和數據格式，也就是通信信息傳輸協議（規約），以保證電力系統中數據通信的可行性。另外，在電力系統遠動控制技術中，其數據傳輸主要是以幀結構的形式進行傳輸的，其中重要的遙測信息主要安排在A幀，次要遙測信息安排在B幀，一般遙測信息安排在C幀。通過采用幀格式進行包裝后，電力系統中的數據就能夠有效按照規約進行傳送，從而實現信道全部編譯工作，實現對電力系統的全方位監控。
3電力系統自動化技術的發展及建議
對于電力系統自動化的發展方向，應從以下幾點出發：（1）兼顧提高經濟效益和改善自動化服務水平，我們追求的自動化技術應向著更優化、更具實效性、更加智能化、區域覆蓋更廣的方向前進。（2）加強電力自動化系統的設備穩定性，有效保障其安全運行，盡量減少大面積停電，建立一系列行之有效的處理機制，將停電損失降到最低。（3）開拓電力系統自動化的數字化之路，使數據更加全面，數字更加精準，力求節省更多時間和人力。（4）隨著科技的不斷進步，各種先進設備相繼出現，對電力企業的工作人員提出了更高的要求，加強電力企業人員的技能培訓和技術隊伍建設，注重對新技術高素質人才的引進和吸收，培養全面發展的技術人才，鼓勵員工以先進的理論知識和豐富的實踐武裝自身，投入更多精力到電力自動化的發展中去，推進電力自動化的發展進程。（5）在全球能源危機的嚴峻形勢下，正是挑戰電氣自動化進程的關鍵時期，要以可持續的發展觀，改善傳統的管理模式，從整體化逐步轉變為分布式、集約化的運營模式，實現能源利用的最大化、功耗的最小化、資金節約化。
4結語
論文關鍵詞：計算機控制技術 實踐教學 課程建設 教學研究
論文摘要：計算機控制技術課程是電氣信息類工科專業的主干專業課之一，對其課程教學實踐進行探索是十分必要。針對計算機控制技術課程的特點，從實驗教學、課程設計及其他實訓環節的內容進行了探討，采用靈活多樣方式進行實踐教學改革，培養學生獨立分析和解決問題的能力，為深化教學改革進行了有益的嘗試，獲得良好的教學效果。
隨著科學技術的不斷發展，在工農業生產的諸多領域中，人們廣泛地使用計算機作為控制器來實現自動控制系統。計算機控制技術是融合了計算機技術和自動控制理論后發展起來的理論性和實踐性很強的一門交叉學科，它是高等學校中自動化、電氣工程及其自動化等專業的一門重要的專業主干課程。學習本課程應從工程技術角度出發，要注重理論與應用結合、設計與實現結合，注重系統性和實用性，要求學生通過本課程的學習掌握如何利用計算機控制生產過程的基本原理，并基本掌握計算機控制系統的分析設計與實現方法及計算機在工業過程控制應用中的各種技術。本課程的特點是理論和實踐是密切聯系的，由于本課程的這種特點，使得學生在課堂學習階段很難領悟計算機控制技術的精髓，并將其應用于工農業的生產過程。計算機控制技術是一門實踐性極強的應用性學科，本課程實踐教學是幫助學生學好這門課程的一項重要手段。
1目前課程教學中普遍存在的問題
學生在完成計算機控制技術課程學習之后，一般應掌握本課程介紹的基本原理，完成簡單計算機控制系統的設計、安裝、編程和調試工作。但是，大部分學生在學完該課程后，仍無法完成計算機控制系統的設計、安裝、調試工作，主要存在以下幾個方面問題：
(1)計算機控制技術是一門多學科、多課程相關、實踐性強的課程。目前的計算機控制技術教材，在內容設置上或是偏重于理論分析或是以單片機和其他接口芯片為基礎，討論系統的構成和相應的應用軟件設計開發的一般步驟，按這類教材組織教學，學生難以在規定的課時內全面掌握該課程的主要內容，從而制約了學生應用課程知識解決實際問題的能力。
(2)學生缺乏面向工程實踐的機會，學生能學好課程的書本內容，通過課程理論考核沒有問題。但是一旦遇到實際問題，他們往往不能從問題本身出發，而從書本出發，導致難以綜合運用解決實際問題。
(3)理論教學、實驗教學等實踐環節不能有機結合。有的高校實驗條件差，實驗教學主要以驗證性、演示性實驗為主，缺乏綜合性操作訓練項目，實踐學時少等極大限制學生實踐能力的提高。課堂理論教學過程枯燥，學習效果差。
2實踐教學的探索
目前社會對高等學校工科專業畢業生的知識能力和素質結構，尤其是實踐動手能力、工程意識與創新思維的培養方面提出了新的要求，原有的實踐教學模式已不能培養符合現代經濟發展與市場經濟需求的生產技術應用型人才，很多高校傳統的實踐教學都是附屬于理論課而設置的實驗、實習和課程設計。近年來高校擴招后高等教育向大眾化發展，學生面臨著較大的就業壓力，直接反映在畢業生就業方面，要擺脫所面臨的困境，就必須培養社會所需要的實踐能力強、真正具有工程意識和一定創造性的應用型人才。
加強計算機控制技術課程實踐教學的探索很有必要。下面從實驗教學、課程設計和其他的實訓輔助教學環節出發，探討如何提高課程實踐環節的教學質量，調動學生學習的積極性，提高學生的實踐能力，培養了學生的創新精神。
2.1 實驗教學的探索
實驗是培養理論聯系實際、動手能力、嚴謹的科學態度和科學研究方法的重要手段，因此多數學校選擇了最基礎的且有較高實用價值的實驗項目。然而一些實驗內容又多是驗證性的，專業所需的實踐能力、工程意識與創新精神得不到系統的培養與訓練。我們目前的實驗系統是已經使用多年的西安唐都公司的TD-ACC計算機控制實驗系統，缺點是實驗項目有限。我們計劃在原來實驗設備的基礎上，設計一些新的實驗方案，花費較少的經費，提升實驗教學效果。根據我們的調研，可以利用Matlab軟件，設計仿真實驗方案，如數字PID控制器、最小拍計算機控制系統設計實驗，這些理論性很強的實驗用Matlab軟件來作為原實驗的補充，這些補充部分學生在實驗前通過個人電腦可以自己做些準備，增強學生的主動性，對于學生深入理解該實驗有很大幫助。
另一方面，我們利用Proteus軟件，設計了計算機控制系統輸入輸出通道實驗，使學生有更多的自主性，解決實驗設備接線固定呆板的缺陷，使得學生在選擇ADC和DAC這些典型器件時有了更多的余地，對端口譯碼電路的設計理解更加透徹。這樣設計實驗，可以減少驗證性實驗內容，增大設計性、研究性的實驗內容，學生根據提出的功能要求和性能指標，由學生自己完成系統的設計和實驗等工作。學生自主性得到充分的發揮，由學生以自由靈活的方式來完成實驗，以激發其積極性，增強了學習興趣，提高了實驗的效果。
2.2 課程設計教學之探索
計算機控制技術的課程設計是本課程教學中的一項重要內容，是完成教學計劃達到預期教學目標的重要環節，是教學計劃中綜合性較強的教學環節，它對幫助學生全面深入地掌握課程教學內容、培養學生理論聯系實際的能力、提高學生全面素質具有很重要的意義。本課程設計的目的是通過解決某個實際問題，鞏固和加深計算機控制技術課程中所學的理論知識解決實際問題的能力，基本掌握計算機控制系統的一般設計方法，提高計算機控制系統的設計和分析能力，為以后從事生產和科研工作打下一定的基礎。
目前多數學校在課程設計時采用的方法是在計算機控制實驗設備的基礎上，完成一些綜合性較強的系統設計題目，比如在TD-ACC計算機控制實驗系統上可以完成基于8088微處理器的直流電機閉環調速控制系統設計和實現、溫度閉環控制系統設計和實現等設計課題。缺點是系統的框架固定，可選范圍有限。
針對課程設計，我們擬以單片機為控制器完成計算機控制系統的設計，融合Matlab和Protues等軟件。利用Matlab在建立控制系統模型的優勢，以Matlab軟件作為課程設計的理論仿真平臺，加深學生對計算機控制理論的理解和應用。另一方面，在Proteus平臺和Keil軟件的支持下，學生可以完成系統從芯片選擇、電路設計、程序編寫、調試、仿真運行的整個過程，可以鍛煉學生解決問題的能力。因此我們設計了基于Protues的單片機步進電機控制系統設計、倉庫溫濕度控制系統設計、加熱爐溫度控制系統設計等課程設計課題，作為對原有課題的補充，解決了原有實物設計系統的不足，拓寬了課程設計范圍。 2.3 重視輔助實訓環節的探索
高等工科學校是培養社會所需要的有一定理論知識、實踐動手能力強、具有工程意識和一定創造性的高等技術應用型人才，因此，要完成這一培養目標，我們就必須重視實訓環節。我們學院不斷加強實踐教學與管理改革，創立了創新實訓基地，以綜合、設計創新實訓為主，實訓形式豐富多樣，有綜合性設計、計算機仿真、創新設計、實物制作與競賽，并不斷加強實訓基地和課程教學的聯系，目前實訓基地已經有專人管理，走上了規范化的教學管理軌道。
為配合本課程，我們學院組織一些動手能力強、有興趣的同學成立實訓小組，利用課余時間進行培訓，指導教師只給出訓練項目的基本要求、所要實現的功能和性能指標，系統設計、元件選用、PCB板制作、焊接工藝和電路調試等環節，均由學生獨立完成，以加強學生的工程意識與實際應用能力，并要求學生對一些課題的設計制作具有創新性。學生還通過到產學研結合的企業實習、參與教師所承擔的工程課題工作等，進一步培養學生的工程應用能力，如完成智能溫度閉環控制系統設計、循環溫度檢測儀等項目。盡管這種形式靈活的環節目前面向的學生人數不是很多，但是結出了甜美的果實。經實訓基地訓練的一批學生獲得了優良成績，我院學生于近幾年連續在全國大學生電子設計等競賽中獲獎。
3結束語
通過對計算機控制技術課程教學過程中存在的問題進行探討，我們認識到實踐教學環節在本課程教學中的重要作用，在具體實施實驗教學、課程設計教學和其他輔助實訓教學等方面做了一些探討，在教學實踐過程中積累了一些經驗，取得了較好的教學效果。重視計算機控制技術課程實踐改革，可以提高課程實踐環節的教學質量，激發學生的學習興趣，提高學生的實踐能力，培養其創新精神。同時，我們發現提高教學質量和學生的學習效果、培養學生獨立動手能力和分析解決問題的能力，是一個值得我們不斷研究的課題。我們在實際教學中尚存在一些問題和不足，希望在今后的教學研究和教學實踐中，可以進一步探索出更好的方法，提高學生理論聯系實際的能力。
參考文獻
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n程簡介與定位
教學目標 《計算機控制技術》教學目的是使學生從系統集成的角度掌握計算機控制系統的基本原理與設計方法，不但能夠分析與應用、設計并實施滿足實際工業生產需要的計算機控制系統，而且能夠不斷地根據已有的基礎知識，迅速進行知識更新。
在專業課程體系中的定位 在浙江大學城市學院自動化專業的專業必修課中，《計算機控制技術》是講述控制手段的一門必修課程，是自動化閉環控制系統的重要組成部分。
在專業能力培養中的定位 控制精度要求比較高的實際控制系統大多為閉環控制系統，在閉環控制系統中，計算機將作為一個重要的控制手段而存在，所以經典PID為代表的控制算法將成為《計算機控制技術》這門課程的重點研究內容，本課程將搭建以溫度、電機和液位為主要控制對象的閉環控制系統，并完成對位置型PID、增量型PID、積分分離式PID、模糊控制等先進控制算法的學習。
與核心課程群中其他課程在知識體系與能力培養上的整體設計 隨著現代化工業復雜性與集成化程度的增加，計算機控制技術已廣泛應用于各個工業領域。因為《計算機控制技術》教學目的是使學生能夠分析與應用、設計并實施滿足實際工業生產需要的計算機控制系統，所以在教學內容方面主要講述計算機控制系統的設計與實現相關的硬件、軟件、控制策略、數據通信、網絡技術、數據庫技術等方面的理論知識與技術。包括計算機控制系統的基本概念與基礎理論，控制系統的接口技術、數字通信與網絡技術、軟件技術，計算機控制系統中常用的控制策略，不同規模的計算機控制系統的設計范例，以及流程工業的計算機集成制造系統。
能力培養要求 借助本門課程的學習，培養學生了解計算機控制系統組成、分類、硬件及軟件構成、控制算法等相關知識，使學生從系統集成的角度掌握計算機控制系統的基本原理與設計方法，不但能夠分析與應用、設計并實施滿足實際工業生產需要的計算機控制系統，而且能夠不斷地根據已有的基礎知識，迅速進行知識更新。
實踐教學要求 實踐教學方面采取實驗課與課外課程設計相結合的形式，實驗課上主要學習組態監控軟件在計算機控制系統中的應用，并以液位為控制對象，搭建以計算機為控制核心的閉環控制系統，通過特性調試，了解計算機控制算法在實際系統中的應用。課外則要求同學們完成以電機為控制對象的閉環控制系統的設計報告，深化學生對計算機控制系統的理解和掌握，完成理論到實踐的轉換。
作業及考核要求 《計算機控制技術》作業基本都要求網上提交，每個章節結束，都會按照講授內容布置相應網上作業，要求學生按照規定時間完成。同時為了鞏固學習效果，還會配備相應章節的網上在線測試題目。最后同學們要完成以電機為控制對象的閉環控制系統的設計報告。期末成績的構成為到課率及課堂表現10%，平時作業和小測試10%，期中考試15%，設計報告15%，期末考試50%。
教學實施方案設計
教學內容組織 針對計算機控制技術綜合知識比較多、專業性較強、不易理解的特點，具體從以下幾個方面組織教學內容：
第一，準確把握課程的性質與作用。計算機作為閉環控制系統的一個重要控制手段，經典PID等算法講解將成為《計算機控制技術》這門課程的重點研究內容，同時在搭建以溫度、電機和液位為主要控制對象的閉環控制系統時，了解信號檢測、信號傳輸、信號處理、信號顯示等相關知識。
第二，突出學生綜合能力的培養。在課程知識的講授過程中，注意教育和啟發學生用哲學的思想、辯證的觀點來分析和思考問題，如主要矛盾與次要矛盾的轉化、事物都是一分為二的道理等，健全學生的心智，提高學生綜合素質。
第三，通過課程教學，教給學生現代科學研究的方法。以實際控制系統為主線，將設計方法、分析方法、算法編寫等過程梳理清晰，將講述內容集中在目前的工業生產現場的使用技術上。
教學策略 ①結合課程知識和社會調研以增強學生學習動力；②理清思路，從簡到繁，強化計算機控制系統的理解和應用；③觀看模型理解抽象閉環控制系統概念，加深學生對知識的掌握；④引導學生參與課堂教學，分組討論促進學習主動性和能力齊頭并進；⑤設計貫穿理論教學周期，通過實踐加深學生對課程知識的理解和掌握；⑥加強課外輔導鞏固學生對課程知識的掌握；⑦結合現代教學手段開展輔導。
結束語
《計算機控制技術》課程的改革在實施過程中，通過計算機控制系統的硬件和軟件技術等工作原理的講解，將模擬電子技術、數字電子技術、電路原理、自動控制理論等相關課程的知識進行點對點的連接，學生對所學專業知識有了更加系統化和模塊化理解，有利于專業整體知識的消化和掌握。
