計算機控制系統(tǒng)是在自動控制技術和計算機技術飛速發(fā)展的基礎上產生的。本世紀50年代中期,經典的控制理論已經發(fā)展成熟,并在不少工程技術領域中得到了成功的應用。連續(xù)控制系統(tǒng)的典型結構如圖1所示,系統(tǒng)中各處的信號均為連續(xù)信號。
圖1 連續(xù)控制系統(tǒng)的典型結構
但是,經典的控制理論也有明顯的局限性,在對復雜系統(tǒng)的設計和復雜控制規(guī)律的實現上很難滿足更高的要求。而計算機技術的發(fā)展為新型控制規(guī)律的實現提供了非常有效的手段,兩者的結合極大地推動了自動控制技術的發(fā)展。
圖1中,給定值與反饋值經過比較器比較產生偏差,控制器對偏差進行調節(jié)計算,產生控制信號驅動執(zhí)行機構,從而使被控參數的值達到期望值。將連續(xù)控制系統(tǒng)中的比較器和控制器的功能用計算機來實現,就組成了一個典型的計算機控制系統(tǒng),其基本框圖如圖2所示。在計算機控制系統(tǒng)中,計算機的輸入和輸出信號都是數字信號,而被控對象的被控參數一般都是模擬量,執(zhí)行器的輸入信號也大都是模擬量,因此,需要有將模擬信號轉換為數字信號的a/d轉換器,以及將數字信號轉換為模擬信號的d/a轉換器。
圖2 計算機控制系統(tǒng)基本框圖
計算機控制系統(tǒng)的控制過程通??梢詺w結為以下兩步:
(1)數據采集及處理,即對被控對象的被控參數進行實時檢測,并輸給計算機進行處理。
(2)實時控制,即按已設計的控制規(guī)律計算出控制量,實時向執(zhí)行器發(fā)出控制信號。
上述過程的不斷重復,使整個系統(tǒng)能夠按著一定的品質指標工作,并且對被控參數和設備本身所出現的異常狀態(tài)及時進行監(jiān)測并作出迅速處理。