[科普中国]-计算机自动控制

基本概念

计算机自动控制不是一个明确的概念，通常指计算机控制分类下直接数字控制、监督计算机控制等自动化控制。1

计算机控制系统计算机控制系统(Computer Control System，简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。2

计算机控制系统可以根据自动化程度分为数据采集与操作指导系统和其他计算机自动控制系统。

控制过程计算机控制过程一般分为三个基本步骤，实时数据采集、实时决策和实时控制。1

计算机自动控制依据控制系统的基本步骤，完全依照这三个步骤实时控制的计算机系统可以称为使用了计算机自动控制，相比之下，计算机控制系统中数据采集与操作指导系统是一种初级的计算机控制系统模式，需要人工参与控制，响应慢，无法实现自动化作业，不能被称为计算机自动控制系统。

主要特点控制部件计算机自动控制一个显著的特点就是以计算机这一数字部件为核心控制部件，以其他传动装置、执行装置、测量仪表等为辅助部件。同时包含用于模拟量和数字量相互转换的信号变换装置（AD/DA转换器等），所以数模混合也是计算机自动控制很明显的特点。

信号形式正如上一部分所说，系统中模拟量和数字量同在，依靠转换器相互转换，也就是说，数字信号和模拟信号共存也是该类控制一个明显的特点。

控制规律在常规控制系统中，如果修改控制规律，一般需要改变电路结构；在计算机自动控制系统中，由于核心的控制规律由计算机程序实现，所以一般修改程序就可以修改控制规律。

适应性强计算机控制系统由软件实现，通过提高计算机的性能，可以在一定范围内提高整个控制系统的性能。另外一般计控系统都设有监控、自查甚至自恢复等能力，控制系统的查错纠错能力有很大的提高。1

基本构成系统结构从系统结构来说，一个完整的计算机自动控制系统一般包括：计算机系统、输入输出通道和被控过程三个方面。

系统设计从系统设计来说，计算机控制系统包含硬件和软件两个方面。

硬件构成通常的计算机控制系统的硬件构成如概述图所示，包括计算机、输入输出通道、检测与执行装置、人机交互设备等。

软件构成主要包括系统软件（用以使用和管理整个控制系统）和应用软件（用于面向用户满足需求）。

典型形式直接数字控制系统直接数字控制系统（Direct Digital Control System, DDC-System），指计算机通过检测单元对一个或多个过程参数进行巡回检测，并经过输入通道将检测的数据输入计算机，按照一定控制规律，计算机输出控制信息达成控制目的。1

监督计算机控制系统监督计算机控制系统（Supervisory Computer Control System, SCC-System），通过专门的监督计算机根据原始参数和现场参数，结合被控过程数学模型，计算产生最优值用以控制。相比DDC，这种方式会根据实际情况产生不同的控制值参数。1

计算机分级分布式控制系统计算机分级分布式控制系统（Distributed Control System, DCS）是分级分布控制的典型应用模式，近些年来发展尤其迅速。这类系统采用分布式控制原理、集中操作、分级管理、分散控制、综合协调的设计原则，多采用分层结构或网状结构。1

其他此外还有数据采集与监督控制系统、现场总线控制系统等。