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微型计算机控制系统的发展趋势

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点击次数:更新时间:2018-05-30 17:05:33

随着微型计算机控制技术的发展,新的控制理论以及新的控制方法层出不穷。展望未来,前景喜人。下面仅从几个方面就其发展趋势进行讨论。

 

(1)大力推广应用成熟的先进技术

  经过10余年的发展,微型计算机控制技术已经取得了长足的进步,很多术已经成熟。它们是今后大力发展和推广的重点项目,这些技术有

  ①普及应用可编程序控制器(PLC)近年来,由于许多中、高档PLC的出现,特别是具有A/D、D/A转换器和PID调节等功能的PLC的出现,使得PLC的功能有了很大提高,它可以将顺序控制和过程控制结合起来,实现对生产过程的控制,并具有很高的可靠性,因而得到了广泛的普及和应用。

②广泛使用智能化调节器智能化调节器不仅可以接受4~20mA标准电流信号,还具有RS232或RS422/485异步串行通信接口,可与上位机连成主从式测控系统。

③采用新型的DCS和FCS发展以位总线( Bitbus)、现场总线( Fieldbus)等先进网络通信技术为基础的DCS和FCS控制结构,并采用先进的控制策略,向低成本综合自动化系统的方向发展,实现计算机集成制造系统(CIMS)。特别是现场总线系统越来越受到人们的青睐,将成为今后微型机控制系统发展的方向

 

(2)大力研究和发展智能控制系统

  经典的反馈控制、现代控制和大系统理论在应用中遇到不少难题。首先,这些控制系统的设计和分析都是建立在精确的系统数学模型的基础上的,而实际系统一般难以获得精确的数学模型;其次,为了提高控制性能,整个控制系统变得极其复杂,增加了设备的投资,降低了系统的可靠性。人工智能的出现和发展促进自动控制向更高的层次发展,即智能控制。智能控制是一种无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的过程,也是用机器模拟人类智能的又一重要领域。

  ①分级递阶智能控制系统分级递阶智能控制系统是在研究学习控制系统的基础上,从工程控制论的角度,总结人工智能与自适应、自学习和自组织控制的关系之后而逐渐形成的。

由 Saridis提出的分级递阶智能控制方法,作为一种认知和控制系统的统一方法论,其控制智能是根据分级管理系统中十分重要的“精度随智能提高而降低”的原理而分级分配的。这种分级递阶智能控制系统是由组织级、协调级、执行级三级组成的。

  ②模糊控制系统模糊控制是一种应用模糊集合理论的控制方法。一方面,模糊控制提供一种实现基于知识(规则)的,甚至语言描述的控制规律的新机理;另一方面,模糊控制提供了一种改进非线性控制器的替代方法,这种非线性控制器一般用于控制含有不确定性和难以用传统非线性控制理论处理的装置

  模糊控制具有多种控制方案,包括PID模糊控制器、自组织模糊控制器、自校正模糊控制器、自学习模糊控制器、专家模糊控制器以及神经模糊控制器等等

  ③专家控制系统专家控制系统所研究的问题一般都具有不确定性,是以模仿人类智能为基础的。工程控制论与专家系统的结合,形成了专家控制系统专家控制系统和模糊控制系统至少有一点是共同的,即两者都要建立人类经验和人类决策行为的模型。此外,两者都有知识库和推理机,而且其中大部分至今仍为基于规则的系统。因此,模糊逻辑控制器通常又称为模糊专家控制器

  ④学习控制系统学习是人类的主要智能之一。用机器来代替人类从事体力和脑力劳动,就是用机器代替人的思维。学习控制系统是一个能在其运行过程中逐步获得被控对象及环境的非预知信息,积累控制经验,并在一定的评价标准下进行估值、分类、决策和不断改善系统品质的自动控制系统。

  随着多媒体计算机和人工智能计算机的发展,应用自动控制理论和智能控制技术来实现先进的计算机控制系统,必将大大推动科学技术的进步和提高工业自动化系统的水平。

 

  (3)单片机的应用将更加深入

  随着电子技术的发展,单片机的功能将更加完善,因而单片机的应用也更加普及。它们将在智能化仪器、家电产品、工业过程控制等方面得到更广泛的应用。总之,单片机的应用将深入到人们日常生活的各个领域。单片机将是智能化仪器和中、小型控制系统应用最多的一种微型计算机。

  计算机的发展非常迅速,以计算机为主体的控制技术也是日新月异,限于篇幅,这里就不再详细介绍了。

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