计算及控制范文

计算及控制范文（精选12篇）

计算及控制 第1篇

1.1 计算机控制的概念

1.1.1 开环控制系统

开环系统是指在计算机控制系统中通过处理系统处理后形成的数据不参与被控制系统的系统。在开环控制系统中不需要对其处理后的数据进行反馈。

1.1.2 闭环控制系统

闭环控制系统是指通过系统处理后的输出量传送到执行系统中后,可直接控制被控制系统中的参数。因为闭环控制系统直接控制计算机控制系统的工作效果,所以在设计闭环控制系统时必须要保证其稳定性和抗干扰能力。

1.2 计算机控制系统的控制过程

1.2.1 实时数据采集

测量并采集被控制对象的瞬时数据,形成计算机可以识别的输入数据。

1.2.2 实时控制决策

对采集到的输入数据进行分析和处理,且按照计算机控制系统所编程的程序进行进一步处理的过程。

1.2.3 实时控制

根据控制系统所处理的信息,结合系统运行情况,对控制系统发出一些信号使系统更好地运行。

1.3 计算机控制系统的组成

1.3.1 硬件

硬件就是计算机上用肉眼可以看到实物。比如电脑的主机、显示屏、芯片、音响、键盘和鼠标等部件。这些部件是计算机实行控制的基础。计算机的硬件配置高低标志着计算机控制系统的性能,所以硬件系统的配置是计算机控制系统的核心。

1.3.2 软件

软件是计算机控制系统中相对于硬件而言的编程。计算机控制系统通常是通过软件系统来检测和控制硬件中的参数。因此,软件系统的智能化关系到计算机控制系统的工作效率。在计算机控制技术中软件系统跟硬件系统是缺一不可的。

2 计算机的控制系统

2.1操作指导控制系统

操作指导控制系统是通过人操作计算机来实现的控制系统。这种控制系统虽然操作比较灵活,但是工作效率不是很高,而且不能实现同时控制多个目前完成工作。

2.2 直接数字控制系统(DDC)

直接数字控制系统是用一个计算机对多个计算机运行时的必要参数进行收集,然后用计算机控制系统所规定的程序对被控数据进行处理,再把处理的结果反馈到被控计算机运行系统中。这样的控制系统,可直接把运行系统中的参数进行集中控制,使被控系统中的数据稳定在一定的范围内,既保证工作效率,也能实现被控系统工作中参数的持续稳定,从而大大提高工作效率。

2.3 监督控制系统(SCC)

监督控制系统是由一个计算机与多个计算机组成的计算机控制系统。在计算机控制工作时由一台上级的监督计算机采集工作过程中的数据,处理后得到下级计算机运行的最佳参数,最后由上级计算机通过监督控制系统调整下级计算机的运行。这样的控制系统可以保持整个控制系统始终处于最佳工作状态,提高系统的可靠性,从而提高生产效率。

2.4 分散控制系统(DCS)

分散控制系统是以上几种控制系统相结合的控制系统,它的控制功能分散(以微处理机为中心构成子系统),管理集中(用计算机管理)。分散控制系统中即使系统中间的一部分出现故障,也不会影响整个系统的工作,当整个系统的管理计算机出现问题时,各个子系统也可以独立控制,所以其可靠性非常高。由于各个子系统是分散并可以独立控制的,所以系统工作时对管理计算机的要求不是太高,降低了管理计算机的压力,大大简化计算机控制系统的编程,减少信息量,使系统的操作更为灵活简便。

3 计算机控制系统的发展方向

计算机集成控制系统是未来计算机控制系统的发展方向。计算机集成控制系统是由多种多方面的科技技术共同协作实现的智能化控制系统。它集中控制制造工厂中所有可控制的生产环节,并将其中所有自动化进行集成。将计算机集成控制系统应用于社会的各个领域,可大幅提高各行各业的工作效率。

4 结语

计算及控制 第2篇

活动目的:

大学是我们学习知识丰富思想提高自我能力的地方；而辩论不仅仅是一项舌战，更是一项能让我们是思想不断碰撞，激起火花的活动，计算机与控制学院辩论队07活动安排及预算。加强训练提高能力,增强默契,丰富生活,迎接”论坛杯”！

活动时间: 开学前四周,即:3月11日至4月10日

活动流程: A系内两场比赛 B:系外三场比赛 C:每周集训

活动地点： 尧山校区或东区

活动参与人员：计算机系辩论队全体成员、其他各系辩论队成员

活动负责人:谭新强,林炫君,农胜伟

活动核心思想：

（1）利用辩论这一方式激起我院学生的求知心,集体荣誉感.（2）展现青春，激发活力，工作汇报《计算机与控制学院辩论队07活动安排及预算》。

（3）实事求是，讲究效率。

活动预算: 时间：3月11日至4月10日

每周集训时队员往返尧山的车费

(12个人)*(2.4元)*(4周)=115元

比赛用水:(3场系外比赛)*(8个人)*(1元一瓶的水)=24元

打印辩题资料打印费: 10元

合计115+24+10=149元 初步预算150元整

活动中注意问题

（1）进尧山注意安全

（2）各工作人员按时按量完成工作，若有特殊情况，及时与总负责人联系（5606485）

计算机网络风险及控制方法研究 第3篇

关键词：计算机；网络风险；风险；控制方法

在这个时代，计算机网络技术以日新月异的速度在发展，已经成为了人类日常生活当中不可或缺的一个部分。对绝大多数公司而言，为了尽可能高效地利用现有的资源，都已经建设了私有的计算机网络系统以应对公司的日常工作。可是计算机网络的安全性并不理想，很容易被黑客和恶意软件攻击从而导致网络系统瘫痪，更有甚者还有可能导致公司的机密信息泄露，这会严重影响公司的正常运转。因此，在这个计算机网络极度发达的今天，该怎样提高计算机网络系统的安全性已经成为诸多企业正在思考的问题。本文基于这一情况，结合计算机网络系统比较常见的安全问题展开分析，并在此基础上提出一些相应的解决办法。

一、计算机网络风险分析与风险管理

一般情况下，计算机网络安全问题往往由两个部分组成：（1）计算机系统自身存在的问题；（2）通信设施或是通讯系统过于脆弱。这两点都会直接影响到计算机网络在使用过程当中的安全性，甚至直接对计算机网络系统的正常使用造成直接的影响。若是将计算机系统的硬件设施和通讯设施直接放置在室内，那么很可能会收到来自与温度湿度灰尘等因素的影响，还有可能会遭到洪水、地震等不可抗力的破坏，不仅如此，还有很多人为的破坏也会对计算机网络系统造成直接的影响； 而从另一个角度来说，对计算机系统而言，系统所存储的数据资料等也很有可能会受到非法攻击行为，除此之外，计算机系统的硬件以及软件的自然损耗同样会影响到计算机系统的正常工作，导致计算机网络系统受损以及数据资料泄露等问题的出现。根据计算机网络的基本特征，针对可能会对网络安全产生影响的因素展开分析，并在此基础上对影响到计算机网络安全的因素进行归纳。对于计算机网络安全的分析主要涵盖了这两个方面：（1）会对计算机网络系统产生影响的问题出现的概率；（2）会对计算机网络系统产生影响的问题一旦出现所产生的直接后果，基于这两个方面，对计算机网络系统安全进行全面的评估。

二、加强计算机网络风险安全控制的建议

（一）用户应充分认识到计算机信息网路系统的安全风险

因为每一个公司所使用的计算机网络系统的用途不一，因此在计算机网络系统的选取和使用这两个方面，每一个用户都会有自己的选择。不管是公司内部所使用的局域网络，还是和外部互联网连接的外部网络，都会受到潜在自然因素和人为因素的影响。在一般情况下我们将影响计算机网络系统安全的因素大致分为外部因素和内部因素两个方面。在这之中，外部风险因素一般情况下指指的是受到自然灾害或者非法认为因素等外部因素导致的计算机网络系统安全问题，外部因素主要会对计算机网络系统的硬件部分造成破坏，所以这是导致计算机网络系统受到破坏的主要原因之一。黑客是目前为止对计算机网络安全系统造成最大危害的因素，它可以通过互联网来对计算机网络系统造成破坏。网络攻击指的是通过非法手段来侵入用户的计算机系统，这会破坏用户系统内部的相关数据并导致用户的数据缺失，网络侦查尽管并不会直接对用户计算机系统的正常使用产生影响，可是会导致用户的重要资料被他人取得，而这无疑会对用户的系统安全产生极大的影响。

（二）用户应结合实际情况加强网络系统的风险控制

用户应当针对私人计算机系统的安全性进行全面而且可靠的评估，对不同种类的安全风险要使用相应的手段来进行控制，并且拟定出相应的解决方案。如果想要全面提升计算机网络系统的可靠程度，就要全面监控信息从产生直至应用的全过程，只有这样才能全面控制计算机网络系统的安全性。

1.严格控制数据信息的输入和传输

在用户向计算机网络当中录入信息的过程中，绝大多数情况下要使用加密技术来对要进行涮熟的数据资料进行加密处理以确保传输资料的安全性； 加密之后，在使用网络来进行数据资料的传输，从很大程度上可以避免数据资料在传输的过程当中受到他人的恶意篡改，因此可以确保用户的数据资料在传输过程当中基本安全。

2.严格控制数据信息的接收与处理

用户再通过互联网接收数据的过程中，要通过预编程程序来对此数据资料进行进一步的处理，而后再将处理过后的资料通过其他存储媒介二次输出，这样用户就已经对改数据资料进行了安全控制。在某些情况下，如果用户需要存储来自于互联网上的数据资料时，就一定要严格按照上述过程进行处理，这样可以最大程度上提高用户数据资料的安全程度，从而确保用户计算机系统的安全。

三、总结

防御是提高计算机网络安全性效果最好的方法。不过值得注意的是，也不要因为过度追求安全性而在计算机系统当中加入过多的安全措施，因为这很有可能会给整个系统增加过重的负荷，而且将多个简单的安全措施重叠在一起也未必可以发挥应有的效果。在设置安全措施的时候应当全面考虑综合成本、工作效率以及安全程度这三个方面之间的相互关系，并对计算机系统进行全面的分析，任何系统都会有风险存在，我们所需要做的只是把风险控制在我们可以承受的范围之内。只有这样才能在确保计算机网络安全的基础之上使其发挥最大的作用，帮助企业更快更好地发展。

参考文献：

[1]彭沙沙，张红梅，卞东亮.计算机网络安全分析研究[J].现代电子技术，2012，4：109-112+116.

[2]彭珺，高珺.计算机网络信息安全及防护策略研究[J].计算机与数字工程，2011，01：121-124+178.

谈谈计算机电子控制技术及应用 第4篇

1 计算机电子控制系统的概况及其分类

自动控制实质上是控制装置在没有人员的直接参与情况下能够自发地按照规定的要求进行相应的运行。而现如今的计算机电子控制系统则是用计算机对常规的自动控制中的控制设备进行替换, 从而实现对动态系统的调节与控制。再加上计算机能够对数据进行高效的采集、传送、存储以及处理, 保障了工作的准确、高效率的运行, 因而计算机作为主要的控制设备使自动控制进入了新的发展阶段。计算机控制系统主要包括软件部分和硬件部分两个重要板块。其中, 软件部分指的是能够实现计算机自动控制功能的相关应用软件程序, 其本身可以通过各种高级语言或是专业的计算机语言进行编译而成;而硬件部分则包括计算机与控制对象, 以及实现联络和控制功能的通道与设备等, 其自身设备可以是成套的, 也可以是以各种智能专用设备的形式存在。计算机控制系统大致包括以下几种类型:操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、分布式控制系统以及现场总线控制系统。

2 计算机电子控制技术发展概况

伴随着1946年第一台计算机的问世, 科技进入了一个新的时代。美国Lousina公司电厂于1958年投入运行第一个计算机安全监视系统, 到了1959年美国Texaco公司的炼油厂安装了第一个计算机闭环控制系统, 而到了1960年美国的Monsanto公司的氨厂第一个实现了利用计算机对系统进行监控控制。但是由于早期的工业过程中计算机的控制系统不够成熟, 达不到生产工作所要求的高度, 再加上缺乏必要的稳定性与可靠度, 仍然需要采用模拟控制装置对过程进行控制。随着新技术革命的到来, 半导体材料技术的飞速发展, 计算机从整体而言得到了很大的改善, 不仅在运算速度上得到了加快, 同时也使得可靠性得到了很大程度上的加强。在二十世纪七八十年代, 世界上的重要计算机和仪表制造上同时推出了DCS系统。到了二十世纪九十年代, 计算机电子控制技术的发展尤为明显。随着新一代的DCS结构即现场总线控制系统FCS的诞生, 更加降低了系统的成本, 同时实现了可靠性的提高, 进而实现了在统一的国际标准下真正意义上的互联系统结构。

3 计算机电子控制技术的问题关键

由于工业现场中存在各种形式的干扰, 导致科研工作人员安装调试好的计算机控制装置投入使用的过程中不能正常进行工作, 其存在的关键问题包括以下几点。

3.1 计算机控制系统的主要干扰源

首先, 来自空间感应方面的干扰, 主要是由于电磁场在空间传播造成。例如:来源于输电线以及电气设备发出的磁场, 发射于通信广播中的无线电波, 太阳或其他天体卫星所发出的电磁波, 再加上下雨天雷电等自然现象。其次, 在过程通道的干扰往往会沿着过程通道进入计算机, 由于过程通道与计算机主机之间存在公共地线, 在将计算机控制系统投入使用时应尽可能地减弱和斩断那些来自公共地线的干扰, 以达到提高过程通道抗干扰能力的目的。此外, 控制用电的计算机一般通过交流网进行供电, 供电过程中电网的冲击、频率的波动都会为计算机控制系统带来干扰。再加上计算机交流供电电源的地电位不够稳定, 往往会导致电位之间出现电位差。另一方面, 计算机控制系统分布广泛, 地线间存在一定程度的电位差, 电信号在沿着导线传输的过程中, 由于电容、电阻、电感等信号的存在, 对导线上电信号的建立带来很大的阻碍。不能够实现马上建立, 而是具有一定的滞后性, 相对起点距离越远, 相应的电流波、电压波到达时间越迟。这样, 电流以一定的速度在线路上进行传播, 从而造成行波的形成。如果传输线的终端阻抗与波阻抗不匹配, 入射波到达终端的同时将会发生反射, 反之当反射波到达始端时, 遇到始端阻抗不匹配的情况同样也会引起反射现象的发生。当信号反射现象多次进行时, 导致波号、波形发生严重变形, 进而引起脉冲干扰。

3.2 硬件抗干扰技术

对计算机控制系统的硬件采取恰当措施, 能够很大程度上实现对相关干扰信号的抵抗。硬件抗干扰措施效率较高。在对干扰的类型、干扰来源以及干扰种类明确后, 可采用与之相对应的抗干扰措施以达到计算机电子控制系统的有效进行。抑制干扰信号的措施包括以下几种:抗电源干扰、过程通道抗干扰、抗空间电磁波干扰以及接地技术。

3.3 软件抗干扰技术

由于工业生产过程中存在的干扰源很多, 计算机控制系统采集到的有效数据信号经过硬件的相关处理后混杂着随机干扰数字滤波。通过计算机控制系统对输入信号的多次采集, 利用某种计算方法进行数字处理, 以消除或减弱混杂着的随机干扰滤波所带来的影响, 进而获得真实的信号。而当计算机控制系统受到外界的干扰, 造成CPU正常工作时序被破坏, 将会造成程序计数器的PC值发生变化, 并跳转到随机的程序存储区。为应对这种情况的发生, 可以人为地插入一些空操作指令NOP或对有效的单字节指令进行重复书写, 当失控的程序遇到该指令后, 能够对脱离正确轨道的PC值进行调整, 进而保证后续指令有效地进行下去。另一方面, 如果某个干扰造成了所有程序正常运行过程的中断或破坏, 导致PC值在程序区内外分布不定, 为使其能够恢复正常运行, 只能采取广布陷阱的方法。所谓的“陷阱”是指某些类型的CPU提供给用户使用的软件中断指令或复位指令, 利用它们将强行捕捉到的程序引向指定地址, 进而利用专用程序对程序的出错部分进行处理修改。软件陷阱一般情况下安放在非程序区间, 包括为投入使用的中断向量区、未使用的大部分程序存储器空间以及表格的末位。一旦机器发生了“跑飞”现象, 将会通过“陷阱”救助使机器立刻恢复正常运行。

4 计算机电子控制技术发展方向及领域

计算机电子控制技术是自动控制技术与计算机技术相互结合发展的产物。随着计算机技术与现代控制理论的飞速发展, 计算机控制技术将逐步朝着网络化、智能化、综合化方向发展, 其应用将遍及国防事业、航空航天事业、工业、农业、医学等多种领域。又因为计算机控制系统无需进行复杂的电路设计, 通过特定的计算机语言即可实现对各行业工作的自动化控制, 不仅节省了大量的人力物力, 同时也节省了宝贵的时间资源, 其应用领域将会更加广阔。

5 结语

总而言之, 计算机电子控制系统是伴随着现代大型工业生产自动化的不断兴起发展而产生的综合控制系统, 其本身紧密依赖于新时期应运发展的计算机技术、网络通信技术以及控制技术, 在计算机参与的诸多领域的系统控制过程中扮演着至关重要的角色。因此, 具备高性能的完全数字化、智能化的计算机电子控制系统的实现, 还需要计算机技术的更进一步的发展。在强大的相关设计语言的支持下, 通过对计算机电子控制技术的不断完善, 将会带动经济更加快速的增长, 推动人类社会文明的进步。

摘要：随着经济社会的发展, 科学技术得到了质的飞越, 加之互联网时代的到来, 计算机的应用变得更加的普遍。而伴随着新技术革命的开展, 计算机电子控制技术也相应问世, 并在各个行业中得到了广泛的应用。本文将对计算机电子控制技术以及相关的应用进行系统的介绍, 并针对计算机电子控制系统中存在的问题进行详细的探究分析, 最后对计算机电子控制技术的发展方向和发展领域进行总结。

关键词：计算机,电子控制技术,应用

参考文献

[1]苗青林.计算机控制技术的教学改革探索与实践[J].电子商务, 2013 (5) :49-50.

[2]蔡兆文.关于应用电子系统中自动化控制技术的研究[J].科技创新与应用, 2014 (8) :73-74.

计算机控制技术 第5篇

1、所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。

2、计算机控制系统的工作原理的三个步骤：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出

3、实时性：是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件作出反应的特性。

4、计算机控制系统有哪几种典型类型：OIS、DDC、SCC、DCS、FCS、PLC5、工业计算机有哪些特点：可靠性高、实时性好、环境适应性强、模块化设计，完善的O/I通道、系统扩充性好、系统开放性好、控制软件包功能强。

二、作图题

1、作出计算机控制系统的组成框图

2、作出计算机制导控制系统（OIS）的系统框图

三、问答题

1、计算机总线大致可分为几类？其内部总线又可分为几类？

2、简述smith预估控制的基本思想。

3、常见的工业控制计算机总线体系结构有哪几种？

4、什么是数字滤波？常用的数字滤波有哪些方法？

5、工业控制计算机系统的干扰来源有哪几类？各类干扰又有哪些具体形式？

6、现场总线的定义是什么？

四、论述题

1、论述DCS、FCS各自的含义是什么？

五、计算题

关于PID控制，要求：

1、写出模拟PID控制器的控制规律及其传递函数。

2、推导出位置式数字PID的控制算式。

3、推导出增量式数字PID的控制算式。

关于模糊控制

六、设计题

现要求用80C51单片机处理A、B、C三个输入信号，其中A为0-20V的交流信号，B为0-10mA的直流电流信号，C为0/24V的直流电压开关信号，要求得到A、B信号的幅值及C信号的状态。其中ADC采用ASC0809。请补充必要的电子元器件，并将元器件正确连接（可用网络符号）。

计算及控制 第6篇

关键词：控制电路；设计计算

1.技术背景

起重设备或重型炮塔之所以能够360度旋转是由于起重设备或重型炮塔与车体之间安装有压力轴承，通常压力轴承分别由上座圈、滚珠、下座圈组成，并通过滚珠将上、下座圈连接为一体。上座圈连接起重设备或炮塔，下座圈连接车体。拆卸时必须将滚珠取出才能使上、下座圈分离。 由于该部分机构外露，易 受到灰尘、砂石颗粒、雨、海水进入而使得滚珠、轨道锈蚀而影响炮塔旋转，因此在平时的维护保养时，经常需要对轴承上下座圈轨道进行清洗和滚珠更换，由于起重设备、坦克炮塔座圈的尺寸大，滚珠数量多（滚珠直径一般为25mm，数量通常100个以上），且取出滚珠的通道的出口周边具有很多会妨碍人们活动的装置，传统的滚珠取出工具既费力又费时，导致取出滚珠的工作劳动强度大，工作效率也很低，还容易造成相关的零部件出现损坏等情况。本设计在于通过擒纵控制机构的研究和设计，提供一种可高效、快速取出位于起重设备或重型炮塔与车体之间压力轴承的滚珠，降低取出工作的劳动强度，提高工作效率，并可避免相关的零部件出现损坏的便携式坦克炮塔座圈滚珠提取装置。

2.擒纵控制电路原理

如图1所示，擒纵控制电路由检测开关、整形电路、驱动电路、继电器、及线圈5部分组成。

擒纵控制电路原理为当永久磁铁磁力吸附金属弹子时，金属弹子接触位于永久磁铁表面的检测开关，检测开关产生开关信号，开关信号通过整形电路，去触开关信号的毛刺，整形处理后的开关信号控制继电器吸合，使电源电压通过继电器加载于线圈上，线圈与磁罐及衔铁共同构成电磁铁，电磁铁线圈通电后，对衔铁产生产生电磁吸合力，带动连接在衔铁的擒纵杆一起运动，将金属弹子取出，金属弹子快速运动到机械卡槽时，靠运动势能将弹子与永久磁铁剥离；当弹子脱离永久磁铁时，检测开关开关信号发生变化，经整形电路整形，驱动电路驱动后，关断继电器，电磁铁线圈断电，靠弹簧力将擒纵杆推回原位，完成一个擒纵行程。

其中，所述检测开关可以是：电容式接触、电感式接触开关、光电接触开关及机械式接触开关5种类型。

3.检测计数电路原理

如图2所示，所述检测计数电路由反射式光电开关、十进制计数器、七段译码器及数码管四部分组成。

当金属弹子通过所述反射式光电开关时，产生一开关脉冲信号，脉冲信号会触发十进制计数器加1，十进制计数器输出与七段译码器的输入相连，十进制计数器累加结果经过七段译码器译码后，形成BCD码，而后送入数码管进行显示，数码管显示的是十进制计数器对通过弹子数的计数结果。

4.电磁铁磁力与线圈匝数的设计计算

4.1磁力罐筒设计结构及磁力计算

右下图3所示的为磁力罐基本设计形式，产磁罐筒设计为全封闭的管式结构，分别由磁罐（工业纯铁）、电磁线圈、衔铁组成。

由以上所描述的擒纵控制电路，控制衔铁的功能性轴向移动。通常采用常规电磁铁吸力计算公式（式1）进行实际计算和和功能性设计：

（式1）

式（1）中各参数为：

F —— 为电磁铁吸力（公斤）；

R —— 为衔铁半径（厘米）；

δ—— 为衔铁的最大行程（厘米）；

μ0 —— 为空气导磁系数，其值为1.25×10-8亨/厘米；

z —— 为衔铁插入线圈的长度（厘米）；

lc —— 为磁罐内壁的高度（厘米）；

IW —— 为安匝数（安匝）。其中，

I —— 为流过线圈的直流电流（安培），

W —— 为线圈匝数（匝）。

G —— 为单位长度上的磁导，叫做比磁导（亨/厘米），计算公式如为：

4.2 计算比磁导g

比磁导指单位面积的磁导，可通过（ 式2 ）进行计算

（ 式2 ） 式2中 d —— 为衔铁直径（厘米）；c —— 为磁罐内壁直径（厘米）。

可以看出，式1、式2中，r、d、δ、z、lc及c 6个参数均由磁罐的结构决定，当磁罐结构设计完成后，6个参数均为固定值，且μ0为常系数。

4.3常系数K的计算确定

取常系数：

（ 式3 ） 则式1转换为式4：

（ 式4 ）

所以，当磁罐尺寸确定后，吸合力F、线圈电流I和线圈匝数W三个参数按照4式进行计算。

4.4抓取弹子全行程的最大拉力确定吸合力F

根据力平衡原理第4步骤的计算公式为：

（ 式5 ）

其中

FS1 —— 为随擒纵杆运动的所有部件与取弹子器壳体之间的静态摩擦力；

FS2 —— 为弹子与坦克结构间的静态摩擦力；

FG —— 为擒纵杆弹簧的最大弹力，这个力用来使擒纵杆取弹子后复位，设计中取FG=FS1。

FS1及FS2静态摩擦力计算公式为：

（ 式6 ）

其中 μs —— 为物体间摩擦系数，为与材料有关的常系数，设计选定材料后查表可以获得。

Ni —— 分别为为随擒纵杆运动的所有部件及弹子的重量（公斤）

4.5按照设定的电源功耗确定线圈电流I

采用直流电磁铁，可以用公式7确定线圈电流I：

（ 式7 ）

其中， W —— 为选定电源的输出功率（伏安），按照80%计算。U —— 为电源电压，单位（伏特）。

4.6线圈的截面积的设计计算

线圈的截面积与电流的关系如公式8所示：

（ 式8 ）

其中，j —— 为电流密度（安/毫米2），对于短时间工作的磁铁，取值为12～30安/毫米2，在具体的设计中，j取值为中间值21安/毫米2。

4.7线圈外形设计计算

如图3所示，线圈截面积q、线圈匝数W及线圈外形的关系为：

（ 式9 ）

其中

QM —— 为线圈导线截面的实际面积；

fk —— 为填充系数，这一值决定于导线形状、导线直径、绝缘厚度、绕线方法等，本设计fk取值为0.535。

根据公式9，在线圈截面积q、线圈匝数W确定的前提下，按照选定的外形尺寸c、d，可计算出lc，或根据lc可设计出c与d。

将计算出的线圈外形与磁罐结构尺寸进行比对验算，根据验算结果进行必要的重复计算和调整，得出最优设计计算参数。

以上为基于便携式取滚珠装置擒纵控制电路及磁力罐结构设计与计算，通过设计与计算，为便携式取滚珠装置的整体设计结构及尺寸确定和功能实现，提供了可靠的理论依据和基础设计条件。

参考文献：

[1]王宗培，程树康.步进电机的齿层比磁导法模型[J].电世界， 1988.

[2]刘瑞芳.混合式步进电动机静态力位移特性的分析计算.太原工业大学电机系，1996.

[3]胡之光.电机电磁场的分析与计算[ M] .北京：机械工业出版社，1982.6982.

计算机控制技术的发展及应用 第7篇

关键词：计算机,控制技术,应用

0 前言

在计算机技术以及现代化控制理论快速发展的过程中, 计算机控制技术的发展速度越来越快, 并且被应用到农业、电力产业、药物制作、工业、航空航天等诸多领域中, 也推动了诸多行业的发展, 而本文主要对计算机控制技术的发展及应用进行分析。

1 计算机控制技术的发展

世界上第一台计算机于1946 年诞生于美国, 经过13 年的发展, 于1959 年, 第一台国产计算机诞生并投入到运行。对计算机控制技术的发展大致可分为以下几个阶段。计算机控制技术的起步时期, 发展时间大概为20 世纪50 年代中期, 而且, 在该时期计算机被应用到工业生产过程中, 为工业生产带来了巨大的收益[1]。20 世纪60 年代是计算机控制技术的试验时期, 主要将计算机控制技术应用在化工业上, 并代替原来的模拟控制;20 世纪70 年代是计算机的推广时期, 微型计算机将其运行速度快、可靠性高、体积小、价格便宜等优势充分体现出来, 被应用到多个行业的生产中, 并被广泛的应用到各个行业中。直到今天, 计算及控制技术依旧在不断的改进和创新, 如, 基于PC总线板卡与工控机的计算机控制系统、基于PLC的计算机控制系统、集散控制系统、分布式控制系统、计算机集成制造控制系统、基于数字调节器的计算机控制系统、基于嵌入式系统的计算机控制系统、现场总线控制系统FCS等, 计算机控制技术不会止步于眼前, 在未来的发展中, 计算机控制技术更会有着新的突破, 为社会科技发展做出巨大的贡献。

2 计算机控制技术的应用

计算机控制技术的应用极为广泛, 而且, 该技术所具有的优势更是大多数行业生产所需要的, 以下主要从计算机控制技术在农业领域、电力产业、中药提取等行业的应用展开分析。

2.1 计算机控制技术在农业领域中的应用

随着科学技术的飞速发展, 计算机控制技术的发展也极为迅速, 而且, 计算机控制技术被广泛的应用到农业领域中。例如, 在农田灌溉、农场畜禽生产管理、大型温室、农业科研、农产品加工以及农机管理等方面的应用, 不仅节省了大量的劳动力, 同时对提高生产质量也有着极大的作用[2]。另外, 在计算机控制技术的应用下, 可以对土壤进行取样, 并对实验数据进行组织、加工、处理, 以此来分析土壤肥料的各种特征, 并结合实际的情况来实现农作物的精细化生产和管理, 是农业发展过程中必不可少的重要辅助技术。此外, 在一些大型农场, 会应用到机械化设备, 运用计算机控制技术来实现对这些机械化设备的控制, 提升农机设备运行的生产效益。计算机控制技术在大型温室中的应用也极为广泛, 根据大型温室内的温度情况, 来对室内加温、散热机械设备进行控制, 能够保证温室内的温度在标准范围内, 从而有效的提高大型温室的生产效益。

2.2 计算机控制技术在电力产业中的应用

计算机控制技术能够根据使用者的需求来调整控制参数, 实施相应的控制方案, 在电力产业的发展中也被广泛的应用[3]。当今电力配网都在向着智能化、自动化的方向发展, 而在电力配网系统运行的过程中, 对电网的调度或是故障应急处理等, 大多都是采用远程控制的方式进行, 而在这个过程中计算机控制技术起到了关键性的作用。另外, 在一些大型变电站运行的过程中, 计算机控制技术也被广泛的应用, 尤其是在无人值班变电站运行的过程中, 通过计算机控制技术来实现对无人变电站的远程控制, 一旦变电站出现运行异常, 可以利用计算机控制技术进行远程控制, 及时修正变电站运行的不足, 尤其是在发生故障的情况下, 可以通过远程控制断路器的方式, 将故障进行隔离或断开, 避免故障给其他配电结构造成的影响, 再由专业维护检修人员到现场对其进行处理, 从而保证变电站运行的安全性、可靠性。

2.3 计算机控制技术在中药提取中的应用

随着医学行业的飞速发展, 医药生产与研究也在不断的进行着, 而且, 计算机控制技术也被广泛的应用到医药业的生产和研究中, 对医药业的发展提供极大的帮助[4]。例如, 在中药提取中的应用, 实现批量生产的目的, 在计算机控制技术的应用下, 利用生产管理层和实时控制层两部分来对中药提取批量生产的环境进行控制, 例如, 实时生产管理、离散/ 调节控制、安全连锁、顺序控制、过程I/O等。另外, 计算机控制技术在中药提取中的应用, 可以实现生产远程计算机控制和监控操作, 具有控制灵活性、准确性的优势, 并且, 在批量生产的情况下能够有效的对生产周期进行优化和控制, 并提高能源以及原材料、设备的利用率, 同时, 计算机控制技术的应用能够有效的减少废品率的出现, 对各项生产参数进行控制和管理, 并将其输入到生产系统中, 一旦出现生产异常的问题, 系统会报警并做出反应, 从而有效的提高中药提取的效益性。

3 总结

综上所述, 随着计算机技术的飞速发展以及现代化控制理论的普及, 也推动了计算机控制技术的发展, 并被广泛的应用到各个行业生产中, 作者主要结合自身的工作经验对计算机控制技术在部分行业中的应用进行分析, 希望能够进一步推动计算机控制技术的优化升级, 实现计算机控制技术的飞速发展。

参考文献

[1]程红朝, 王兴松, 张广泰.一种基于计算机控制的自动注射系统的研制[J].可编程控制器与工厂自动化, 2014 (02) .

[2]初晓梅, 魏彤, 向永彪, 张年霞, 汪沙, 张业中.计算机控制技术在风力发电中的应用[J].信息技术, 2014 (08) .

[3]李东风.微型计算机控制技术的发展及应用[J].中国科技信息, 2013 (07) .

计算及控制 第8篇

大刚体的姿态计算和控制是飞机、舰船等大型机器总装生产线上的关键技术, 然而大刚体由于体积大、质量大, 通常需要3个以上的支撑点支撑。在末端大刚体的耦合下, 各支撑点三坐标的自由度受到约束, 致使大刚体在空间的姿态计算和控制变得非常困难[1]。从本质上看, 大刚体的姿态计算与控制问题与并联机构的姿态计算与控制问题是一致的。并联机构是近年来研究的热点, 研究者先后提出了新型四自由度并联机器[2,3]、基于任务空间的六自由度eclipse机构[4]等。与串联机构相比, 并联机构由于其结构的复杂性以及运动学和动力学问题的非线性[5,6,7,8], 使得并联机构的建模和控制非常困难。文献[9]研究了四柱支撑的冗余机构的逆动力学问题, 提出了闭链关节的扭力估计方法。文献[10]基于机械模拟仿真和控制方法, 对五柱支撑的混合驱动的并联机构进行了仿真研究。文献[11]提出了基于双伺服控制的多输入多输出 (MIMO) 控制器, 用于3-DOF微型并联机构的控制, 提高了控制精度。文献[12]提出了基于运动分析和凯恩动力学方程, 将动力学模型矩阵的推导问题转化为特定条件下求解驱动力问题的建模方法。

大刚体运动姿态估计、误差分析和运动的奇异性分析是姿态控制的难点[13], 文献[14]提出了基于松弛约束下的刚体姿态的估计方法, 该方法具有好的鲁棒性。

文献[15-17]对并联机构的位姿误差、位姿的测量技术和运动的奇异性进行了分析和研究。然而, 基于多柱的大刚体姿态控制问题仍然没有得到很好的解决。

基于多柱的大刚体姿态控制问题是多轴同步协调控制问题, 传统的控制方法是对多个运动轴进行解偶, 分别设计每个单轴的跟踪器, 通过改善每个单轴的跟踪器的性能来减小各个轴的跟踪误差, 这种解耦控制思想在实际中比较简单。然而, 受机构的约束、系统带宽以及扰动抑制能力的限制, 即使每个单轴控制器的跟踪性能非常好, 也不能保证多轴共同作用的效果好, 同时为了提高系统的同步控制精度, 大都以牺牲系统的快速性为代价。

本文基于不同框架下的坐标变换, 提出一种大刚体姿态的快速算法, 基于该算法只需测出刚体上4个靶标初始和目标位置, 就可计算出4个支撑柱三坐标的位移增量;另外提出一种基于同步误差反向作用的多轴同步误差积分补偿控制算法, 该方法可有效改善传统算法的控制误差。

1 大刚体调姿系统的姿态计算

大部件调姿系统由多刚体、多关节构成, 它们通过末端大部件连在一起, 其动力学模型表现为高维、高非线性、强耦合。图1所示为一大部件调姿系统模型, 该系统主要由4个三坐标支撑柱和被调物体组成, 每个支撑柱分为4个部分:x向移动滑块、y向移动滑块、z向移动柱体以及工艺接头。调姿物体与支撑柱之间通过工艺接头连接, 该接头可视为一个球关节。支撑柱x、y、z向的移动依靠伺服电机进行精密驱动。从机构学上看, 该系统可看作是六自由度冗余驱动的并联机构, 每个支撑柱就是并联机构的一个支链, 调姿物体相当于动平台。调姿物体的运动受到4个支撑柱产生的6个约束条件的限制。通过联动控制可实现调姿物体的六自由度调整。调姿系统由13个刚体、12个移动副和4个球面副组成, 其自由度数为136-125-43=6。

1.1 坐标系建立

如图1所示, 在基础平台上建立固定坐标系Oxyz, 坐标轴方向与支撑柱的移动方向一致, 同时在大刚体上建立连体坐标系O1x1y1z1。对于支撑柱A、B、C、D, 其顶端工艺接头部分的球心在固定坐标系Oxyz内的位置矢量为 (Oxi, Oyi, Ozi) (i=A, B, C, D) 。当对大刚体进行姿态调整时, 就是通过A、B、C、D这4个点在空间的移动来实现的, 这4个点在固定坐标系中的坐标决定了大刚体的姿态。

1.2 变换矩阵的计算

设刚体上的任意一点P在固定坐标系O中的齐次坐标为P0= (x0, y0, z0, 1) T, 在连体坐标系O1的齐次坐标为P1= (x1, y1, z1, 1) T, 则存在关系式:

其中, M (0, 1) 是坐标系O到坐标系O1的变换矩阵

当经过多次变换时, 存在如下关系:

在大刚体上固定4个靶标点P1、P2、P3、P4, 如图2所示。

设在初始位姿O1时, 这4个靶标点在固定坐标系中的位置可用外置测量仪器测量得到, 分别为

根据式 (1) , 有

其中, O1OPi (i=1, 2, 3, 4) 是Pi点在O1坐标系中的坐标, 在刚体调整过程中是不变的。在初始位置时, 设

式中, H为连体坐标系O1x1y1z1相对于固定坐标系Oxyz在z轴方向的初始位移。

根据式 (4) , 有

设刚体的目标位姿为O2, 靶标点Pi (i=1, 2, 3, 4) 的目标坐标值O2OPi根据装配要求可预先已知, 则

其中

均为44的矩阵, 而 (i=1, 2, 3, 4) , 当非奇异时, 由式 (6) 和式 (7) , 得

其中

R (1, 2) 、T (1, 2) 分别是坐标系O1到坐标系O2的旋转变换矩阵和平移变换矩阵。

1.3 支撑柱位移算法

基于以上6个参数, 就可计算A、B、C、D4个三坐标柱的移动增量, 从而进行刚体的姿态调整。任意姿态的调整都可以分为两种运算:

第一步, 平移, O1点由原来的初始位置 (x0, y0, z0) 移动到目标位置 (x1, y1, z1) , 3个轴向x、y和z的移动增量分别为!x=x1-x0, Δy=y1-y0, Δz=z1-z0。

第二步, 旋转, 平移和旋转后A、B、C、D4个点在O1坐标系中的坐标为

旋转所需的坐标增量为

2 同步误差积分补偿控制技术

每个支撑柱由x、y、z3个方向的轴伺服电机控制, 共12个轴伺服电机, 4个支撑柱的运动通过终端大刚体相互耦合, 在姿态调整时4个柱子的位移必须保持同步协调运动。为了提高控制精度, 引入同步误差积分补偿 (compensation of synchronization error integration, CSEI) 控制技术。

单个柱子如图3所示。

每个柱的动力学方程为

其中, i=A, B, C, D, Hxi、Cxi分别为第i柱x方向的惯量和黏性阻力, Fxi为相应的弹性摩擦力, 它是位移xi的函数, τxi为相应的输入力矩。其余符号含义类似。

在大刚体姿态调整过程中, A、B、C、D4个支撑柱存在以下6个完整约束方程:

定义1位置误差向量

为第i支撑柱的位置误差向量, 其中

(xid (t) , yid (t) , zid (t) ) 是其期望位置, (i=A, B, C, D) 。

定义2同步位置误差矩阵

其中i, k=A, B, C, D;j, l=x, y, z;n, m=1, 2, , 12, 见表1。

定义3耦合位置误差

对于每一个同步误差εn, m (t) , 对应一个耦合强度系数βn, m, 且βn, m=βm, n>0。为了实现对第i支撑柱第j方向的位移控制, 引入, 它包含了单柱位置误差ei, j (t) 和同步位置误差εn, m (t) 的积分。

由于εn, m (t) =-εm, n (t) , 故可得到2个方向相反的耦合位置误差ei*, j (t) 和ej*, i (t) , 方向相反的耦合位置误差分别作用于2个对应的轴, 有助于快速消除同步误差, 从而实现快速高精度的姿态控制。协调动态模型如图4所示。

对每个柱子的耦合位置误差向量ei* (t) 进行PID控制, 产生力矩的控制向量τi, τi作用于伺服控制对象。

3 系统仿真

3.1 根据初始位姿和目标位姿求增量

取H=5, 假设靶标目标位姿和初始位姿分别为

变换矩阵为

各柱各轴旋转所需的坐标增量为

3.2 同步误差积分补偿控制技术仿真

根据工程实例, 仿真参数设置如表2所示, 惯性系数Hi、黏性系数Ci和弹性阻力Fi (i=A, B, C, D) 在相同的方向设为一致, 并设为常数。

耦合强度βn, m为0.1~1.0。各柱各轴的位移增量由式 (12) ~式 (13) 给出。在不同的PID参数下, 仿真结果如图5、图6和表3、表4所示。

比较图5a与图5b, 采用CSEI控制时, 三坐标误差最大超调量小于2mm, 调节时间小于10s, 而采用传统的PID控制时, 三坐标误差超调量大于8mm, 调节时间大于16s, 且具有明显的震荡过程。因此, CSEI控制相对传统的PID控制, 具有控制误差小、误差收敛速度快的优点。

图6为大刚体旋转运动时, 采用CSEI控制时A、B、C、D柱的运动误差。

(PI参数KP=0.1, KI=1.2, βi, j=0.3, i, j)

在CSEI方案中, 耦合强度βn, m与PID参数KP、KI、KD对控制性能有显著的影响。本文选择几组βn, m参数与PID参数进行仿真, 仿真结果见表3、表4, 采用2个评价指标, 即最大误差超调量εmax (表3) 和调节时间tm (表4) 来进行评价。

由表3可看出, βn, m=0.51 (KP=0.1, KI=1.2) 时可取得最好的误差超调量 (εmax≈8.9%) ;由表4可看出, 在βn, m=0.4 (KP=0.6, KI=2.4) 时可取得最好的调节时间 (tm=1.4s) 。

%

s

4 结论

(1) 针对一类大刚体姿态控制系统进行研究, 提出了一种快速的大刚体姿态计算方法。以基础平台建立固定坐标系, 以大刚体的中心建立连体坐标系, 建立了大刚体姿态计算的数学模型;基于该模型只需测出刚体上4个靶标初始和目标位置, 就可计算出4个支撑柱三坐标的位移增量;4个靶标位置的测量是通过外置三维空间位置测量仪实现的, 通过该测量仪对靶标的空间位置进行实时测量, 为大刚体的姿态计算和同步控制提供实时数据。

计算机自动控制系统及应用探析 第9篇

计算机控制系统主要由软件和硬件两部分组成, 其中包括过程输入/输出通道、计算机、操作台、外部设备、系统软件及应用软件等部分, 各个部分的协调工作使得控制系统可以顺利工作。计算机输入/输出设备进行数据的输出输入, 计算机的操作台和其他外部设备实现数据和信息的收集, 系统软件等应用软件实现控制功能。多个系统共同组成了计算机自动控制系统, 使其具有复杂性和全局性的特点。

1.1计算机自动控制系统理论

计算机自动控制系统提出将计算机多个部分和功能技术结合在一起, 有机整合为一个新的功能系统, 使其实现了高效自动控制的功能, 达到人们的设计目的。计算机自动控制系统的发展和使用相比之前更加成熟, 功能和性能都得到完善和提高, 但同时其复杂性和设计精度也要求更高, 在实现实际使用需要的同时还要进行完善, 随着控制理论的不断发展, 自动控制理论的不断进步对计算机自动控制发展具有促进作用。

1.2计算机自动控制系统的常见结构及其功能

计算机自动控制系统主要由控制器, 执行器, 被执行控制对象和给定值等部分组成, 这些是计算机自动控制系统工作的基础, 也是执行既定程序和命令的关键部分。系统内部主要是根据给定值和反馈值进行目标的设定和执行, 在经过控制器来控制误差的大小, 使得运行的参数有效值被控制在一定范围之内, 实现控制的目的和人工智能的要求。这样就是一个最基本的计算机自动控制系统组成和工作原理。

1.3计算机控制系统的控制过程

计算机控制系统的控制主要由两个过程组成, 首先是数据的采集过程, 控制器需要利用被控制对象的数据来进行分析和检测, 再将输入的数据进行对控制量的规范和控制, 整合之后传送到下一阶段的控制。接下来便是实时的控制, 根据上一层次接受到的数据进行分析和数据转换, 将这个过程进行不断地重复进行, 使得系统可以达到工作人员预先设置的工作目标和工作质量, 达到自动控制的目的。

2计算机自动控制系统类型和要点

计算机自动控制系统有着许多的分类和各自不同的特点, 但是其中最关键的原理仍然是通过对数据的运行目标和参数进行事先的设置和设定, 再通过系统运行过程中对软件运行状态和运行数据的监控产生的实时数据进行反馈和判断, 鉴定是否符合计算机自动控制系统既定控制目标。计算机自动控制系统在实际工作过程中会遇到各种各样的问题, 因此需要设计出不同种类的系统来应对可能出现的问题, 保证系统功能能够正常运行。

2.1操作指导控制系统

操作指导系统是计算机自动控制系统操作部分的重要系统, 这个系统提供了对自动控制系统进行控制的基础, 它的组成结构较为简单, 相对于其他几个系统有着更简单的结构, 同时安全性和可靠性却不低与其他系统, 这个系统是计算机控制系统人机交互的重要组成部分, 必须要专业操作人员进行控制和操作, 进行被控对象的直接控制和数据采集, 然后经过计算机的显示屏和其他输出设备体现出控制结果。

2.2直接数字控制系统

直接数字控制系统是当今计算机自动控制系统中使用最为普遍的一个系统, 它的工作原理是利用多个或者一个系统进行数据的检测和输送, 经由线路等传输进入计算机和其他设备之中, 进行数据的多元控制检测, 计算机根据数字系统传输的参数进行计算和规律寻找, 然后对信号进行直接地操作使得运行参数达到预定的设置目标。直接数字控制系统可以实现多回路的复杂程序控制, 是一个使用范围较广的控制系统。

2.3监督计算机控制系统

计算机监督控制系统又叫SCC系统在实际的控制过程中是对计算机自动控制进行监督的一项控制系统, 是指对计算机自动控制过程的运行状态和运行结果进行监督控制的规范。在计算机进行自动的过程中, 是按照既定的数序模型进行工作和控制的, 监督系统在计算过程中给出一个最佳值, 进行工作时将工作参数按照这个标准进行调节和监督, 使得系统达到正常的工作状态和水平

2.4分级计算机控制系统

分级计算机控制系统是将计算机控制系统的任务目标分级为几个部分, 再利用计算机控制系统中的不同领域来完成各自对应的任务, 从而达到精准控制的目的, 每一个级别的控制系统的范围和功能都各不相同, 这样可以更加精准的对目标进行优化和细化控制, 使得各个部门的工作互不干扰, 更好地进行系统的优化控制目标运算过程, 同时实现自动控制系统的数据整合和总调度。

3结论

经济社会的快速发展促进了科学技术的发展, 同时为计算机自动控制技术控制效果提供了更高的要求, 首先要使得计算机自动控制系统能够跟进时代的步伐, 要对在实际的控制系统工作过程中出问题进行有效地化解和改进加强, 使得计算机自动控制的普及程度得到提高和多样化发展, 其次在实际的使用过程中要利用一切积极因素, 对计算机控制系统进行不断地创新改进, 对于计算机控制系统关键性问题要给予足够的重视, 不能忽视关键部位的环节设计, 最后, 要任用专业性较高的相关技术人员, 要求系统设计人员需要有较高的自动控制设计素养, 才能更好地进行计算机自动控制系统设计和应用。

参考文献

[1]贾秋维.计算机控制系统及其应用探讨[J].数字技术与应用, 2015 (07) .

大体积混凝土温度裂缝计算及控制 第10篇

采用商品混凝土站供应, 拌合出料温度不小于10℃, 入模温度T≥5℃。水泥发热量:Q=461 k J/kg;混凝土比热:0.96 J/ (kg·℃) 。混凝土配比如表1所示。

kg/m3

1.1混凝土内部中心温度 (绝热温升) 计算

1) 混凝土的最高绝热温升。

混凝土3 d, 7 d的绝热温升分别为:

T (t) =Tmax (1-e-mt) 。其中, m=0.013;t为混凝土龄期, h。

2) 混凝土内部中心温度计算。

大体积混凝土内实际最高温度 (按5.7 m计算厚度) :

其中, ξ为不同浇筑块厚度的温降系数, 3 d取0.7, 7 d取0.68。3 d:Tmax=5+37×0.7=30.9℃, 7 d:Tmax=5+54×0.68=41.72℃。

1.2表面温度计算 (考虑混凝土表面覆盖一层草袋, 周边设两层帆布)

其中, H为混凝土的计算厚度, H=5.7+2h'=6.7 m;h为混凝土的实际厚度, 5.7 m;h'为混凝土的虚厚度, h'=kλ/V=0.666×2.33/3.112=0.5 m, λ为混凝土的导热系数, 取2.33 W/ (m·K) , V为模板及保温层的传热系数, W/ (m2·K) , V=1/ (∑δi/αi+Rw) =1/ (0.018/0.17+0.01/0.058+0.043) =1/0.321=3.112。ΔT (t) 为各龄期混凝土内最高气温与外界气温之差。

则3 d表面温度为Tb (3) =8+0.5×4× (4.4-0.5) ×22.9/4.42=17.2℃。

7 d表面温度为Tb (7) =8+0.5×4× (4.4-0.5) ×33.7/4.42=21.6℃。

1.3体积内外温差引起的温度应力

1) 各龄期的混凝土的弹性模量:

2) 混凝土的二维温度应力计算式如下:

混凝土的最大综合温度差:

混凝土的松弛系数sh (t) , 3 d取0.57, 7 d取0.502;

混凝土的外约束系数Rk取0.3;

混凝土的泊松比μ取0.15。

则3 d应力为σ=8.163×103×10-5×31.667×0.57×0.3/ (1-0.15) =0.52 MPa。

7 d应力为σ=1.613×104×10-5×43×0.502×0.3/ (1-0.15) =1.22 MPa, 符合要求。

结论:从3 d及7 d的计算结果可以看出, 3 d时混凝土内外温差相差7℃, 7 d时混凝土内外温差相差21℃, 在此养护保温条件下, 能够保证混凝土的冬季施工质量, 再加上冷却循环水管不断的进行降温, 使内外温差进一步缩小, 保证混凝土浇筑后的质量控制。

2基础混凝土块体内循环水导热降温

2.1循环水温要求

承台混凝土块体内敷设50@2 m循环水管, 利用循环水将混凝土块体内的热量带出。为避免产生不良效应, 循环水进水温度不宜低于所测块体最低温度的平均值, 且与块体内所测最高温度之差不超过25℃。而循环水的进出水温差, 升温阶段不大于20℃;降温阶段应控制在10℃左右。采用循环水导热降温后, 应控制混凝土内部降温速率不大于1.5℃/d。

2.2温度监控

块体基础大体积混凝土的养护效果, 关键在温度监控。

一般情况下温控指标不大于以下数值:混凝土浇筑块体内的最大温升值为35℃;混凝土浇筑块体的里外温差不大于25℃;混凝土浇筑块体的降温速度控制在1.5℃/d以内。

养护阶段的温度监测采用水银温度计, 监测点布置图及监测点详见图1, 图2。

温度监测过程主要记录或反映在养护过程中混凝土块体各部位的升降温情况、里外温差、降温速度及环境温度等。

监测的频度:混凝土浇筑完毕的当天即进行量测, 前7 d, 每6 h测温一次, 以后每天2次;以量测的数据或监测资料为依据及时调整温控措施。保温养护的持续时间和循环水导热降温的持续时间, 均视温度监测结果而定。

2.3混凝土块体养护的后期处理

1) 保温保湿养护的持续时间一般不少于15 d, 确切时间视温度监测结果, 并结合实时气温而定。当混凝土里表温差不大于20℃时, 可选择适宜时机拆除保温棚。拆除保温棚前特别留意天气变化, 必须保证3 d内不出现强降温天气。

2) 保温棚拆除后立即回填四周基坑, 而承台上部外露面则覆盖两层草袋, 上再蒙一层塑料薄膜, 进行后期养护。

3结语

通过对大体积混凝土温度下降的控制, 使其不会因为水泥水化热, 外界气温变化, 混凝土的收缩而产生裂缝, 影响结构安全和正常使用, 保证施工质量。

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[2]《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社, 2003.

[3]刘秉京.混凝土技术[M].北京:人民交通出版社, 2004.

[4]朱伯芳.大体积混凝土的温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社, 1999.

[5]侯景鹏, 熊杰, 袁勇.大体积混凝土温度控制与现场监测[J].混凝土, 2004 (5) :88-89.

计算机控制技术课程实践教学 第11篇

【关键词】计算机控制系统；教学研究；实验设计

0.引言

现行的教学模式下存在的一些问题如下：偏于实际，忽略理论，将对学生深造和后续职业发展不利；偏重理论教学，难以将理论与应用结合，学生出校门却无一技之长，无法立即服务于社会；教与学的脱节，难于调动多数学生的学习积极性。为此本文在教学实践的基础上，提出了从教学的组织和实验的管理的计算机控制系统课程体系的安排，希望能得到同行的指点，共同进步。

1.课堂教学内容组织

课堂教学一直是教学的重点。首先要对课堂内容进行有机的组织。教学内容组织的原则是根据课程定位，兼顾基础性、实用性，注重基本理论和基本方法，注重工程应用价值，舍去那些理论上先进而工程上极少应用的高级或复杂算法，舍去那些适用场合不多的硬件配置模式，整合其他的相关课程资源，依照学生的水平，重点突出，主要确保多数学生不掉队。选定的课程四大核心内容为：以数字控制理论为主体，从连续控制引入数字控制；控制算法及其编程方法；智能控制理论的应用；典型计算机控制系统的组成结构和设计。教学环节中，教给学生学习的方法比传授知识更重要。教学中主要注意以下问题：

1.1在讨论式教学中学会问问题

学习中最重要的就是学会思考，带着问题来思考，是最重要的学习原则。在课堂上要尽量多提一些问题，注意将问题的来龙去脉说清楚，有些自我解答，有些找学生解答，有些则留给学生课后思考，下次上课时，利用较短的时间进行总结和讨论。

1.2培养兴趣，找到乐趣

“兴趣是最好的老师”。有了兴趣和乐趣，就能够忙而不累，乐而忘忧，就容易产生灵感，事半功倍。

1.3勤于动手，善于转化

要多给学生动手，以便能把知识转化为动手能力。这一点会由于不同学生差别很大，因此不同层次的学生要用实验室的时间不同。

1.4学会综合

要解决实际问题，靠哪一项单科知识都是不够的，靠的是综合后的知识。本课程的特点之一就是综合，包括多门已学课程的知识综合，理论与实践的综合，硬件与软件的综合等等。所以要在课程学习中注重综合。

教学可以和纵向科研联合，将科研成果转化成专业教学内容和教学设备，形成鲜明的专业教学特色，可以大大激发学生的学习兴趣。教学也可以和横向项目相联合，建设校企产学研合作实践基地，促成教学与生产的结合，校企双方优势互补、资源互用，是促进科技发展，培养专门人才的重要途径。

2.实验的设计和管理

传统的以课堂讲授为主、实验为辅的教学模式存在严重的缺陷。因为所开设的实验多数是验证型实验，所有的实验对象都已经封装好，学生只需要插线联接，很快就可以获得实验结果。学生尽管完成了实验，但无法真正将各门课程所学的内容融会贯通；更重要的是与实际工作中的设计过程差别甚远。

为此，采用了实验教学与理论教学并行的教学模式。学生的实验针对课堂上所设立的控制系统进行，如电阻炉温度控制系统。首先，利用两个学时在课堂上讲解整个系统的功能、组成和工作过程；在学生对整个计算机控制系统有了初步认识以后，在实验室演示已设计好的控制系统，向学生细致说明理论内容与实物的对应关系，如计算机、加热元件、接口电路、出发电路、检测元件和执行机构等，再结合实物和学生讨论设计方案及他们所提出的问题。然后，学生将自己的设计方案带到实验室去验证。最后是同学们对自己所设计的系统进行调试和优化。

通过系统级—元件级的循环过程，同学们不仅对计算机控制系统课程的核心思想有了深刻的理解，而且亲身体验了实际产品设计的全过程，也充分认识到实践操作的重要性，感受到设计成功的喜悦，大大激发了继续学习的兴趣。除了基础实验，按照从浅入深设计了四个综合实验：

2.1数字控制算法模块化

根据课程教学内容，采用C语言对各类数字控制算法（包括：PID算法及其变形、数字滤波算法、最少拍算法、达林算法、状态观测器算法等）按照模块化设计思想进行编程开发，以方便系统使用。

2.2温度闭环数字控制系统

用简易电加热温度控制箱与微机实验箱构成一个温度闭环控制系统，由学生按照自己设计的控制方案进行系统硬件的连接和配置，同时从控制算法模块中选择需要的算法，通过调整控制器参数以及外部扰动条件，观察系统的运行情况。

2.3步进电机数字闭环控制系统

用小型直流步进电机随动装置与微机实验箱构成一个步进电机闭环控制系统，由学生按照实验设计的控制方案进行系统硬件的连接和配置，同时从控制算法模块中选择需要的算法组态控制系统，通过施加外部扰动，观察系统的运行情况，并做实时记录分析。

2.4带上位监控的数字闭环控制系统

在数字闭环控制系统实现的基础上，可考虑开发带上位监控功能的在线闭环系统。通过该监控软件平台，可实现对系统控制算法的组态、控制器参数的调整和定值的修改等，同时要开发一些运行监控画面，包括系统工艺图、运行参数实时趋势曲线、报警画面和参数一览画面等。使学生可根据自己的设计方案，通过该平台系统灵活的调整控制算法和对系统运行监控。该课程的实验内容更加符合快速发展的计算机工程控制技术要求，使学生走上工作岗位后能够尽快地适应实际工作。

3.结语

最佳教学效果的取得，需要依据生源情况因材施教，课堂教学之外，教学的管理也很关键，实验教学，作业情况，答辩和最终考核都需要认真执行才能达到效果，避免流于形式。不过带来的问题是：对教师投入的精力要求较多。另一方面，实验室还没有实现全开放，学生自由实验受到资源和时间的限制。因此，还有必要探究更加合理的教学过程，改进教学手段，以达到该门课程教学效果的最优化。

【参考文献】

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[2]叶依如，叶晰.高校信息技术与课程整合的发展现状研究[J].温州医学院学报，2009，（04）.

计算机网络信息安全及控制策略探讨 第12篇

1 概述

从不同用户角度出发, 网络信息安全定义会存在一定程度的差异性。 个体用户希望自己的隐私信息安全得到保障,不会被窃取; 网管员则希望自身网络权限处于安全状态, 不会受到黑客侵入、 破坏; 机密机构则需要通过各种方式防止信息外漏[2]。 综合来看, 网络安全主要涉及到两个层面即通过相关技术对外来网络攻击进行有效防范以及对系统及相关人员进行管理。 将技术与管理相互结合, 为计算机网络信息安全提供保障。 从网络系统角度来看, 网络安全贯穿了整个系统模型(应用系统、 应用平台、 会话层、 网络层、 链路层、物理层), 如表1 所示:

现阶段, 计算机网络依然保持着高速发展态势, 但网络信息的脆弱性却愈来愈突出, 表现为以下几个方面:(1) 环境错误。 环境变量设置出现错误, 造成信息脆弱性出现。(2) 竞争条件。 程序处理过程中实体时序与步骤无法同步,为攻击者提供了攻击途径。(3) 意外处理错误。 系统运行过程中, 出现偶然性事件, 致使运行错误。(4) 输入验证错误。 用户自身由于验证信息输入错误, 导致入侵者获取攻击系统的漏洞[3]。(5) 网络协议缺陷。 部分网络协议由于其本身具备开放性特征, 导致出现安全隐患。(6) 设置错误。 设置者在调试参数的过程中, 由于大意疏忽, 导致设置错误,带来安全问题。(7) 设计错误。 在系统设计初期, 由于相关人员工作疏忽, 从而为非法入侵者提供了攻击途径。

2 技术分析

目前, 主要通过以下技术对网络信息安全进行控制:(1) 防火墙。 防火墙是当下应用最为广泛的安全技术之一。它主要是对与互联网相联的内部网络或单独节点进行保护。与其他安全技术相比, 防火墙应用简便, 具有较高的透明度。即使不对原有网络系统进行修改, 依然能够起到较好的防护效果[4]。 防火墙可对内网流出的IP包进行跟踪, 并分析IP包相关数据, 通过过滤作用, 将目标网络节点或被保护的网络节点屏蔽起来。 从形态上来看, 防火墙可由一组设备或单个设备构成, 其作用如开关一般, 既可对信息数据传输进行阻断, 又可使其通过系统, 即为过滤作用。 在防火墙的发展过程中, 其功能也变得愈来愈健全, 除基本防护功能外, 还可对相关数据进行加密、 解密, 这使得防火墙的安全性能进一步提升。(2) 数据加密。 数据加密主要是通过某种数字方法对原有数据进行重新组织、 编排, 从而实现加密。 数据加密一般分为两种方法即端对端加密与线路加密。 端对端加密是在端的两头进行加密, 数据包通过封装后进入互联网, 当数据到达目的地时, 再通过解密技术对数据包进行处理, 使其转变为可用数据信息。 线路加密则是将加密重心置于传输线路, 通过对传输途径进行加密来实现数据保护。 随着数字加密技术的发展, 逐渐衍生出了数字签名技术这种新型加密方法。 数据源利用本身的私钥对数据进行校验, 并对数据以某种方式进行所谓的 “签名”[5]。 而数据接收方则需要利用公共密钥对 “签名” 进行解读, 通过解读获取数据使用权限。 实现数据加密过程中, 如何有效管理密钥是关键性问题之一。以对称密钥管理为例, 对称加密的基础是双方具备相同的密钥, 并且双方相互认可密钥交换是可靠的。 除此之外, 还要严格设定密钥更改程序及防止密钥泄露程序。 为了降低工作的复杂性, 提升操作的便利性, 可将密钥加密技术公开出来,来简化管理流程。 密钥管理一般遵循国际标准规范实施, 该规范由3 部分构成, 分别为: 密钥管理框架、 对称技术机制及非对称技术机制。(3) 访问控制技术。 可将访问控制视作机制与策略的集合。 由这些机制或策略决定资源访问授权,起到保护资源的效果。 访问控制技术是计算机系统当中最基础的安全机制, 同时也是最重要的安全机制。 但访问控制技术不能防止授权组织的故意破坏行为。 目前, DAC、 MAC与RBAC是最为主流的访问控制技术, 这些技术各具特点, 在不同的环境中各具效用。(4) 安全隔离技术。 GAP技术是当下较为主流的安全隔离技术, 该技术又被称为安全隔离网闸。与防火墙的区别是该技术在保证安全的前提下可实现数据交流。 然而这种特性也使得安全隔离技术的应用环境受到了限制。(5) 身份认证。 身份认证也是较为常见的计算机网络信息安全控制手段, 其中密码验证是最为常见, 也是应用范围最广的身份认证方式。 密码认证法主要通过用户口令实现,若口令被盗窃或口令设定过于简单, 密码保密性将受到严重影响。 为保证密码的安全性, 可在原口令基础上设定二次加密, 进一步提升口令安全性。

3 网络安全控制措施

3.1 病毒防范

计算机病毒是最为常见的网络信息安全攻击手段, 当计算机受到病毒攻击后, 系统运行速度将大幅度降低, 会出现频繁死机, 文件长度会发生改变, 储存介质容量会降低, 部分文件会出现丢失。 在防范计算机病毒的过程中, 杀毒软件无疑发挥了重要的作用。 大部分杀毒软件工作原理几乎一致,在启动软件或得到用户命令后会对硬盘文件进行扫描、 查杀,一旦发现异常文件或异常数据, 先对其进行隔离, 再将其杀除。 联网环境下, 病毒库也会实时更新, 从而为计算机提供稳妥的保障。 作为用户, 应该养成良好的计算计机使用习惯。日常使用时, 定期对磁盘碎片进行清理, 对数据碎片进行整合, 避免数据凌乱、 分散分布。 网络蠕虫是一类典型的计算机病毒程序, 它可自身独立运行, 通过攻击漏洞得到计算机的控制权, 并且能够独立复制、 传播[6]。 如今大多数杀毒软件自带防火墙功能。 通过两者共同作用, 可对网络蠕虫攻击产生有效的抵御作用。 病毒数据库可收入了网络蠕虫不同阶段的行为特征, 根据这些特征确认网络蠕虫类型, 对其自我传播过程进行检测, 然后再采取相应的措施遏制其传播。 在删除蠕虫的同时, 杀毒软件及防火墙还可对系统漏洞进行修复,避免蠕虫再次攻击漏洞。

3.2 网络攻击防范

大部分网络攻击都来自于病毒、 木马, 个人用户在使用计算机的过程中, 应当果断安装有效的杀毒软件及防火墙软件, 来防备这些攻击。 与此同时, 还要做好数据备份, 即便出现异常事故, 也可通过恢复备份数据, 保持计算机继续稳定工作。 为进一步提升数据安全性, 可将增量备份与正常备份组合使用。 对于企业用户而言, 采用无盘工作站, 可降低病毒植入概率。 设定用户访问权限, 普通用户只能访问自己的文件数据, 不允许多用户对同一文件进行访问[7]。 共享文件设置为只读属性, 防止数据被篡改。 系统程序目录不对普通用户开放修改权限, 避免病毒交叉感染。 对工作站进行强化管理, 安装固化杀毒软件。

3.3 提升信息安全意识

用户在使用计算机的过程中, 应当注意以下几点:(1)加强文件管理。 文件创建者对文件应该具备完全控制权。 特别是对于部分敏感文件, 创建者应该明确其访问范围, 避免出现非法访问行为。(2) 加强密码控制。 用户应当具备良好的密码保护意识, 口令与用户形成一一匹配。 通过加强口令强度, 提升口令的有效性, 防止他人盗窃。(3) 在个人计算机使用过程中, 应该养成安装防火墙、 杀毒软件的习惯, 并定期更新特征库与数据库, 降低个人计算机受到病毒攻击的风险。

3.4 加强宏观网络安全建设

加强网络安全建设是一项利国利民的大计, 国家相关机构及管理部门应当给予充分重视, 通过宏观调控来促进网络安全建设得以落实。 从国家信息安全保障体系角度来看, 需要合理设定信息安全等级, 并对保障体系进行完善。 政府应当支持密码技术的开发与应用、 构建网络安全体系、 完善网络安安全风险评估工作、 加强信息安全监控体系构建。 互联网作为一个面向大众的网路, 其用户群体、 涉及范围及影响规模都是极其庞大的。 因此, 需要从人才、 技术、 管理及法律等多个方面对计算机网络信息安全建设进行强化[8]。 以法律为基础, 构建符合国情的技术安全标准体系, 完善网络信息安全相关产业法制法规。 政府应当重视信息安全生产, 加大投入资金, 为信息安全企业提供良好的发展环境, 逐渐打造出一条健全的信息安全产业链, 并扩大逐步产业链的规模与影响力, 为社会网络信息安全提供保障; 重视专利建设, 鼓励信息安全创新行为, 让愈来愈多的企业有能力获得自主知识产权, 发展自主创新产品。 除此之外, 还要加大计算机网络信息安全文化宣传力度, 让普通计算机用户逐渐形成安全意识, 将安全文化理念融入到精神层面上, 提倡文明上网,为广大用户提供一个绿色网络环境。

4 结语

在网络信息不断发展的过程中, 安全信息建设的地位将愈来愈重。 从宏观上来看, 计算机网络安全需求呈现了多样化趋势, 网络信息安全产品正从单一化朝着多元化方向转变。这种融合趋势, 将促使网络信息安全产品功能性愈来愈健全,其专业化水平也会愈来愈高。 网络信息安全建设需要构建出一个完整的体系作为导向, 将这种效应充分发挥出来, 为社会可持续发展提供有力支持。

摘要：计算机网络技术的不断更新,从一定程度上促进了社会发展的节奏,并改变了人们的生活与工作。信息时代下,计算机网络已经渗透于各个领域中,成为各行各业运转过程中的重要一环。与此同时,计算机网络安全问题也变得愈来愈严峻,受到了社会各界的关注。对计算机网络信息安全进行了综合性阐述,并提出了相关控制策略,以供参考。