计算机控制技术：实时数据采集与决策

"计算机控制技术习题与答案包含计算机控制系统的控制过程、实时与在线、离线方式的定义，以及微型计算机控制系统的硬件组成及其作用。" 计算机控制技术是现代工业自动化的重要组成部分，它涉及如何利用计算机进行实时监控和调整生产过程。在计算机控制系统的控制过程中，主要有三个关键步骤： 1. 实时数据采集：这一阶段，系统通过传感器对被控对象的参数（如温度、压力、速度等）进行连续监测，将这些实时的瞬时值转化为电信号，并输入给计算机。 2. 实时决策：计算机接收到数据后，会对这些数据进行分析，根据预先设定的控制策略（例如PID控制器、模糊逻辑或神经网络等），快速决定下一步的控制动作。 3. 实时控制：基于实时决策的结果，计算机将生成相应的控制信号，及时发送给执行机构，执行机构依据指令调整被控对象的状态，以完成预定的控制任务。 实时、在线和离线方式是计算机控制系统操作的三种模式： - 实时：实时性强调计算机对输入信息的快速响应，保证在规定的时间内完成处理和控制，否则可能会导致控制失效。 - 在线方式：在线控制意味着计算机直接与生产过程设备相连，实时参与并直接影响生产过程，提供即时控制。 - 离线方式：在离线模式下，计算机并不直接控制生产过程，而是通过中间媒介（如磁带、硬盘上的数据）进行间接控制，通常用于数据分析、系统设计和故障诊断等非实时任务。 微型计算机控制系统硬件通常由以下四部分构成： 1. 主机：主机是系统的中心，负责执行控制算法、决策制定、数据处理、故障预警、报表生成等功能，通过接口与系统其他部分交互。 2. 输入输出通道：输入通道将现场的模拟量或数字量转换为计算机可处理的数据，输出通道则将计算机的控制信号转换为对现场设备的操作指令。输入输出通道分为模拟量和数字量两种，分别处理连续变化和离散状态的信号。 3. 外部设备：包括人机界面设备（如操作台）、输入输出设备（如键盘、显示器、磁盘驱动器）和外存储器（如磁盘）。人机界面设备允许操作员查看系统状态，输入指令，并接收系统反馈。 4. 外设：外设是计算机与外部环境交互的工具，它们扩展了计算机的功能，如磁盘驱动器用于数据存储，键盘和鼠标用于用户输入，打印机和显示终端用于输出信息。 掌握这些基本概念和技术，对于理解和应用计算机控制技术至关重要，无论是进行系统设计、故障排查还是性能优化，都能提供理论基础和实践指导。