计算机控制论文【范例4篇】

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计算机控制技术论文范文【第一篇】

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。

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。

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。 　 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

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[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【第二篇】

论文摘要：电算化会计信息系统对审计线索、审计内容、审计技术、审计准则和审计人员多方面产生了影响。要逐步推进计算机审计，以提高审计质量，实现审计资源和信息共享，降低审计风险，充分发挥审计监督维护经济秩序和促进廉政高效政府建设中的重要作用。

会计电算化就是把以电子计算机为代表的现代化数据处理工具和以信息论、系统论、数据库以及计算机网络等新兴理论和技术应用于会计核算和财务管理工作中以提高财务管理水平和经济效益，进而实现会计工作的现代化。采用会计电算化来进行财务核算及财务管理，大大提高了会计信息处理的速度和准确性，为用户提供及时、准确的会计信息。

同时，也给现代审计理论和审计实务带来了许多前所未有的问题和挑战，在这种新的形势下，电算化会计信息系统对审计的影响和审计应采取的对策就成了需要研究的一个重要课题。

1实施计算机审计以防范检查风险

电算化会计系统的数据一般有两种存在方式：

一种是由电算化会计系统的打印输出功能将有关的会计资料打印出来，形成分类的书面会计账簿资料；

另一种是电算化会计系统的全部会计数据存储在磁性介质上。

能够打印出来的资料只有少数，大量的会计资料只能存储在磁性介质中或电算化会计系统中。电算化会计系统对会计数据输入、处理和输出的改变使许多手工条件下的审计线索发生改变，客观要求审计人员在进行实质性测试时充分利用发挥计算机的功能，深入系统的内部进行测试和审核，控制检查风险。

在对证、账、表进行审计时，除了结合通常手工对系统进行审计的方法和手段外，由于电算化会计系统信息失真的风险随时都有可能发生，需要在测试系统程序控制的基础上，每次审计时都利用实际数据或模拟数据测试被审单位的系统程序，将测试的结果数据与正确的或应当出现的结果进行核对，进一步检验被审单位电算化会计系统程序的可靠性，检查各项公式的设置是否正确。

进行实质性测试要适应会计电算化的要求，尽可能使用审计专用软件实现会计数据从会计核算软件到审计软件的转换，由审计软件来完成大量的复核和核对工作，审计人员应着重对审计项目的有关数据重新组合，运用有效的审计分析方法进行分析与评价，不断地修改、充实和完善审计计划，执行切实可行的审计程序，深层次地审核审计单位会计数据的真实性，识别虚假或失真的电算化会计信息，控制误受风险以全面实现审计目标。

2计算机系统环境不可忽略详细审计

存储在计算机内的电磁介质中的凭证数据肉眼不可见、易逝和修改不留痕迹等特点特别使人们对其安全可靠性怀有疑虑。

当审计证据的相关与可靠性较高时所需审计证据的数量较少；反之，所需审计证据的数量较多。在计算机会计信息系统中，可靠性控制得不到保证时，就必须有足够多的审计证据以支持审计报告。会计电算化的实践表明，尽管会计人员在组织与管理、操作、输入与输出等方面实施各种控制，以增强会计数据的可靠性，但当其对机内数据进行审查时，总将其与纸质凭证再作验证。从长远看，如果纸介质终究要被电磁介质所替代，因而可能带来更大的审计风险。

3测试内部控制制度以防范控制风险

控制风险是原始凭证的形成和授权、数据输入、程序与数据库的修改、输出信息的使用和分配等出现错误或人为侵害的可能性。只有内部控制制度可信时，审计风险才能确认为较低水平，才能减少实质性测试的内容和程序，否则就宜采取替代的测试方法，进一步扩大测试的范围。

因而，在对电算化会计系统进行审计时首先要对内部控制进行符合性测试。对会计电算化系统内部控制制度的审核和评价应从程序控制和制度控制两方面的测试与评价进行。程序控制的责任者是软件开发部门。对本单位自行设计开发的电算化系统，应结合开发过程中形成的各种文档资料如可行性研究报告及批准、系统设计资料，审核系统的开发计划是否经过严格审核，仔细研究调查后方可实施，在开发过程中是否对不相容职务进行分工；对外购的商品化软件则应重点审查该系统是否通过评审或鉴定，为适应被审单位特殊业务所作的调试是否经有关部门的确认。

首次审计时不论软件是自行开发还是外购，都要根据系统的流程图、源程序、编程说明、用户使用手册等资料依次检查系统对会计数据的输入、处理、存储与输出，系统的初始化、维护与安全等各项操作所设置的关键控制点是否合法、合规、合理。

制度控制的责任是会计软件的使用单位，是由人工实施的控制，独立于系统软件对制度控制的测试与评价应注意：审核被审单位是否根据本单位实施电算化的实际情况，采用恰当的组织机构模式，在电算化系统内部合理的设置岗位，进行不相容职责分工控制。注意被审单位的机构模式是否根据本单位的规模、管理方式及发展方向，恰当地选用了集中管理模式，或分散管理模式，或集中管理下的分散模式；

电算化部门内是否遵循内部牵制原则相对独立，根据需要进行了合理的职责分工，如系统员、系统维护员、程序员、操作员、数据控制员、数据管理员之类的职责分工；各岗位人员的素质是否确实能够满足开展电算化工作的需要；审查系统工作环境的控制是否完善，是否建立和健全机器设备使用控制制度，是否制定和执行操作规程以保证会计信息的准确性和可靠性。

通过和评价系统的程序控制和制度控制的薄弱环节，确定内部控制制度对实质性测试的性质、时间和范围的，帮助确定合理的审计程序，决定审计工作的重点和范围，减少和防止电算化系统的审计风险。

4制定和完善新的审计准则

我国在审计方面制订了许多规范性文件。但是由于审计对象、审计线索、审计方法和技术手段发生了较大变化，这些准则中的某些已不适应实际情况，一些新增审计内容在审计准则中又缺乏相应的条款，如电算化系统开发审计准则，新环境下的内部控制审计准则、审计软件功能规范和开发准则等。在制定新的审计准则时，要在考虑我国国情的前提下大力借鉴国外的先进经验。

在制定具体准则时应侧重于对计算机系统内部控制的评价，应对以下几方面进行规范：1)审计人员应具备的资格；2)审计证据的收集；3)计算机审计过程及相关的审计技术；4)审计工作的质量控制等。

制定有关电算化审计准则和制度，是目前审计工作的迫切需要。

5开展审计技术和方法的研究

由于计算机处理和手工处理有很多不同点，从而产生了许多独特的计算机审计技术和工具。计算机审计注重对业务事项和处理过程进行证据收集，如要收集符合性测试的证据，一般是通过模拟数据进行测试形成要收集的证据。

因此，要大力开展对计算机审计技术和方法的研究，如审计管理计算机技术、内部控制制度的评价测试技术、数据库或数据文件的审计技术、应用软件的审计技术、系统开发和维护的评价技术等，特别是内部控制的测评技术，以尽快实现利用计算机审计。

6加快审计软件的开发

审计软件是计算机审计不可缺少的技术工具，没有良好的计算机审计软件是很难开展实际的自动化审计工作的。

审计软件的功能应具有针对会计程序本身合法性、正确性的审查功能；具有对机内会计数据文件的一致性、正确性的检查功能；具有验证会计报告的可信程度及会计软件内部控制措施的可靠性功能；具有审查审计报告、审计文书自动编制整理功能等。

进而解决审计电算化滞后的实际问题，做到审计技术与会计电算化同步。利用计算机快速分类、检索功能、存储能力编制审计程序，可以进行大量的审计比较、抽样及核对工作，收集审计证据，减轻审计人员工作强度；事先用计算机设计测试案例，后用于测试被审单位的会计程序和数据文件，能够更好地开展审计工作；审计员利用计算机存储有关法规条例、被审单位的基本情况等，随时调用，便于审计工作的开展；利用计算机对审计资料进行统计汇总，编制打印各种统计表、审计文件，提高审计工作质量。

审计软件既可以加快审计工作的效率，又有利于提高审计质量，加强审计规范化工作。但我国审计行业的审计软件很少，要改变这种状况，关键应加大对审计软件开发人才的培养，同时鼓励审计人员积极参与开发或独立开发审计软件。另外，要加强国际交流，引进计算机软件技术，缩短计算时间。

7加快审计复合型人才的培养

计算机的广泛应用使审计人员必须要更新知识，不仅需要会计、财务、审计、工程技术知识和技能，熟悉审计法规，及其他审计规范准则外，还须掌握一定的计算机数据处理知识，掌握系统分析设计和电算化系统评审技术，电算化审计软件的开发使用和维护技术。

审计发展的关键是人才的培养和加快审计人员的知识更新以适应审计发展的要求。为此可采取的措施有：

对现有审计人员在计算机、会计电算化系统的控制及计算机审计技术等方面加以培训，使他们能胜任审计工作；

购买必要的审计软件，对复杂的财务软件的审计聘请计算机专家进行辅导；开展审计的正规课程，借助高校的师资力量；

开设会计电算化信息系统审计，控制用户计算机辅助审计技术等相关的课程，加强计算机审计配套课程的教育。

同时适当借鉴适合我国国情的西方审计理论和方法，培养面向未来的复合型审计人才。

8结束语

由上述可见，会计电算化给审计提出了许多新要求，传统的手工审计已不能适应电化的要求。开展计算机审计是审计部门和审计人员的新课题和新任务。一方面，逐渐实现审计手段的计算机化，即利用计算机进行计算机所办理业务的审计。另一方面，审计部门内部的各项管理工作和档案、报表、信息处理、预策、决策等工作也逐渐的实现了计算机化。

运用计算机审计能够提高审计效率，确保审计时效；降低审计风险，保证审计项目质量；突出审计工作重点，丰富审计手段；改变传统的管理方式，提高办公自动化水平。随着计算机技术在各个行业的进一步推广和应用，计算机审计的范围将更加广泛，并日益渗透到各个行业审计工作的各个方面。

计算机控制论文范文【第三篇】

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【第四篇】

关 键 词： 机电一体化生产应用

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：

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。

一、计算机技术与机电控制技术的发展概况

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。自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。

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。

二、机电一体化的发展及在工业上的广泛应用

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。

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。可编程控制器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。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，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。

2、计算机在机械和电子控制产业的应用实例

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。

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。

农业方面，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。另外，还可以将数据信息动态存入类似信用卡尺寸大小的高密度智能化数据存储卡，将农业作业过程的数据信息通过智能卡带回办公室，由计算机应用高级软件进行处理。也可以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控制终端，实现自动控制农机的操作。

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。