时间：2022-07-16 19:09:25
序论：在您撰写计算机控制技术论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
计算机控制技术发展初期，是以集中控制的工作方式进行计算机系统控制的。集中控制系统会建立统一的控制中心，由控制中心负责信息的收集、处理、加工等工作。如果集中控制系统出现了任何问题都能够及时发现，有助于企业及时制定科学合理的解决方案，系统的控制效率也因此得到了大幅度提升。集中控制技术主要是将信息的输入或输出作为控制主体的，主要包括信号采集、信号运算、信息处理及信息反馈、状态显示等工作内容，以上工作内容主要是通过IPC（一种工业控制计算机）控制完成的。IPC会收集温度、PH值、压力等相关数据，并通过接口卡来接受经过处理而得到的信号。集中控制技术具有一定的缺陷，一旦出现控制失误的情况就会使整个系统的运行都会受到某种程度的影响。而且，随着控制系统的日益复杂化，一台计算机已经无法负责控制多种信号的处理工作。为解决以上缺陷问题，以集散控制工作方式为主的计算机控制技术随之发展起来，集散控制又被称为分布式控制系统，根据功能的不同，集散控制又被分成了上位机与下位机，集散控制系统将通信作为系统的核心。整个系统的集中监视工作主要由上位机负责，而下位机则负责控制分布在各现场的用于分布控制的个体，集散控制系统的上、下位机通过通讯互联网进行信息传递，保持信息通畅。集散控制系统具有较高的安全性、有效性及可拓展性。但许多厂家为实现经营垄断常常采用封闭形式的集散控制系统，阻碍了集散控制系统的推广和发展。
2封闭集散控制系统到工业现场中线的发展分析
封闭式的集散控制系统缺乏较好的兼容性和开发性，系统存在无法共享信息的局限。为增强集散控制系统的兼容性和开发性，在构建系统过程中必须采用标准化、网络化的网络协议，工业现场中线技术随之发展起来。由该技术构建的工业现场总线控制系统可以确保工业现场中智能化仪器、控制器、执行机构设备之间保持信息通畅。整个控制系统按照总线方式有条不紊的运行着。工业现场总线控制系统采用的是开放式的现场总线协议，以该协议方式进行现场所有支线工作的协调工作，不仅可以降低投资成本、维护资金，该系统还具有操作简单、经济实用、工作效率高的显著优势，用户的功能需求也可以得到更好地满足。工业现场总线控制系统是一种开放的、互联的分布式系统。该系统将工业现场作为中线，通过收集中线中的信号或信息，并根据所收集的信息对其进行有效控制，将分散控制管理与集中控制管理进行了有效结合，将系统危险分散开来，实现控制分离。
3现场控制到企业自动化控制发展分析
以太网工业协议作为一种开放式的网络协议，实现了全方位的自动化控制。在计算机控制技术中引入互联网，有助于提升产品的安全系数和适用性。但目前，企业化基于以太网的自动化控制中存在着一个问题就是不稳定的网络信号，无法确保系统时刻保持在稳定的工作信号下。信息化工厂的提出是为了解决以太网不稳定问题。基于该技术下，系统将大量的数据进行转移，使信息的采集、传输和处理都能处于良好的环境中，最终实现信息的自动化控制，并提高控制效率。
4总结
关键词MARX发生器程控电源RS485总线VisualBasic
1引言
脉冲能源装置在加速器、自由电子激光研究、X光闪光照相和粒子聚变等脉冲功率技术研究领域广泛使用，通常使用数量较多，分布较广，同时周围电磁干扰较强，控制操作和参数测量都比较复杂，同时也需要较多的人力来维护。
随着计算机技术的发展，当今世界上基于PC的自动化方案已成为主流，PC在自动化领域的应用正迅速增长，通过将所有的功能集成于这个统一开放的平台上，通过人机界面可以使复杂的控制和数据处理变得更加简单化。
2控制系统硬件构成
整个系统有多台Marx需要控制，每台发生器由充电控制和触发两部分组成，需要控制的量有充电电压的起停控制、电压检测、接地装置的通断控制、触发以及开关上的气压检测等，通过一条总线将将系统中的各个被控量连接在一起，构成一分布式控制系统，这里采用工业上广泛使用的RS485总线，RS485总线是美国电子工业协会（EIA）制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线，具有传输距离远、通讯速率高，抗干扰能力强，软硬件支持丰富与现场仪表接口简单，易于实现和扩展等特点，接口总线上可连接32个设备，加中继器后最多可达255个设备，因此完全满足该能源控制要求。控制系统框图如下：
图1控制系统结构图
该系统由一台主控上位机PC和一系列MARX发生器充电电源设备构成，由于环境电磁干扰较为严重，在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式，通讯速率57.6kB/s，通讯距离可达1.2km，通过上位机（PC）发送参数及控制命令，给电容器充电到事先设定的电压值（0到100kV之间任意值）。在以上各子设备中，经常要用程控电源去控制MARX发生器的充电电压、充电速度。通过一台工控PC机灵活地控制多台充电电源，以达到控制各MARX发生器充电的目的。针对这一需要，采用带有RS485通信接口的具有线性升压功能的可编程交流电源，该电源内部自带单片机系统和看门狗定时器，每个电源赋予各自独立的地址码用以识别身份，同时它属于正弦波调压，可有效避免采用传统的采用可控硅调压方式时屡次损坏高压变压器的情况，使操作者能够方便灵活地对其进行控制。
每路Marx发生器充电部分包括程控电源、双极性高压变压器，分压器和接地装置等三部分，见图2所示，程控电源给高压变压器初级提供缓慢上升的电压，变压器高压侧经整流后给MARX发生器充电，电压检测是通过10000：1的高压分压器将分压后的信号送给程控电源内部A/D转换，经内部单片机处理，并与设定的电压值进行比较，比较后的结果用来实现自停控制，这样可有效防止通讯故障所造成失控现象。
图2Marx发生器能源部分线路图
3MARX发生器能源制过程
①程控电源接通供电电源时的输出为0伏，开关量输出为假（开路）。
②首先上位机发出各种设置参数到指定地址程控电源。如,上升时间、上升速度、保持时间、充电电压等。
③程控电源收到电压回传命令后，将两路模拟量的值传送到上位机。
④上位机发出启动指令后，指定地址程控电源的输出开始从0伏慢慢线性上升到设定值，保持到指定的时间后关断输出。当上位机发出所有电源都启动指令后，所有程控电源都启动。
⑤上位机发出立即停止指令后，指定地址程控电源的输出立即停止上升，保持到指定的时间后关断输出，当上位机发出所有电源都停止指令时，所有程控电源都立即停止。
⑥上位机发出接地打开指令后，指定地址程控电源的开关量输出为1，电磁铁吸合，当上位机发出所有程控电源的接地都断开命令时，所有程控电源的接地电磁铁都吸合。
⑦上位机发出接地指令后，指定地址程控电源的开关量输出为0，电磁铁释放，当上位机发出所有程控电源都接地时，所有程控电源的接地电磁铁都释放。
4监控软件设计
软件采用VisualBasic6.0编程，作出十分直观的人机界面，采用RS-485通信标准和上述的问答方式进行数据通信，通过上位机向串口读写数据，并通过光纤485总线将各种控制信息传送到现场的每路MARX充电子系统，上位机就可以监控网络上任何一台MARX能源了，予置数值可以分别显示在PC机软件窗口和单片机系统的予置数字表头上。同时，现场实测电压信号也可以实时显示在PC机的界面上。此设计界面直观，而且利于对现场信号进行实时监测。因此，采用本系统，大大提高了现场信号予置精度，对实验操作人员来说人机界面良好，简单易懂。
根据系统功能的要求，上位机需发送2种类型的命令：（1）同期命令，它由定时器触发引起，每隔一个定时周期发送1次，例如发往各充电单元的数据和状态回传命令；（2）非周期性命令，它由操作者按动相应命令按钮引起，非周期性发送。所有命令均采用ASCII码方式传送，为了防止通讯错误，各子机正确收到上位机发来的命令后返回相应的确认字符。
在VB6.0中使用了MSCOMM控件，用来实现串行通信。MSComm控件有很多属性，其中最基本的有以下几个：
Commport属性设置并返回通信端口号，用于指定使用PC机的哪一个串行端口。
Setting属性以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位和停止位。
Portopen属性设置并返回通信端口的状态，用于打开或关闭端口。
Output属性用于发送数据，可以是文本数据或二进制数据。
Input属性从接收缓冲区返回和删除字符，用于接收数据。
本系统VB程序初始化上位机通信程序如下：
mPort=2；选串行端口2
MSComm1.Settings=“57600，n，8，1”''''设置通信参数
MSComm1.OutBufferSize=512''''设置发送缓冲区大小
MSComm1.OutBufferCount=0''''清除输出缓冲区
Mscomm1.Inputlen=0''''读入接收缓冲区全部字符
MSComm1.PortOpen=True''''打开串行端口
由于数据是动态接收，所以数据的处理也是动态进行,程序中使用了一个Timer控件，其命令发出与数据的接收均在Timer控件的定时期间进行，在Timer控件的定时期间依次调用模拟量和状态量返回子过程，同时监视是否有命令按钮按下，当按下某操作命令按钮时调用命令处理子过程，部分程序如下：
PrivateSubTimer1_Timer()
IFCmdPress=TrueThenCallSendCmd''''当按下某操作命令按钮时转入命令处理子过程
UpdateAI更新各模拟量数据的显示
UpdateDI更新各状态量
EndSub
PrivateSubsendCmd()
UpdateDO(Cmd)''''输出控制开关量
………
EndSub
5系统抗干扰问题
监控系统在工业中的应用越来越多，由于现场的电气环境比较复杂，容易形成各种干扰源，特别是在大电流、强脉冲实验环境中，因此研究解决系统抗干扰问题对确保系统的稳定运行有着非常的意义。
该系统中使用RS485总线，RS485总线是采用差分平衡电气接口，本身具有较强的抗电磁干扰能力，但在实际当中仍然会现一些问题，为此应注意以下几个方面：
（1）与远距离上位机通讯采用光纤传输，子机之间不方便采用用光纤传输时，应选择合理的网络拓扑结构。
（2）采用双绞线作为RS485传输线时，虽然对电磁感应噪声有较强的抑制能力，但对静电感应引起噪声的抑制能力较差，因此应选用带屏蔽的双绞线，同时双绞线的屏蔽层要正确接地。
（3）通过在总线两端加入匹配电阻的方法，解决信号反射问题
（4）系统的供电方式有两种：一种是集中供电方式，即电源都引自同一处，另一种是分布式供电，各子设备在安装位置附近取电源，从抗干扰效果的角度讲，应选择集中供电方式，这样可基本消除各处参考电位不等的情况。
6结束语
本文提出的主从分布式多机通信系统硬件电路简单，控制灵活。与其他语言相比，用VB语言实现上位机数据传送的优点是可方便地控制通信对象的选择，具有较大的灵活性，且编程容易。此外，由于RS485总线的通讯方式仍属于串行通讯方式，在通讯速度上有些偏低，在操作上表现为数据刷新时间稍微偏长，当系统子设备较多时，其控制的实时性不很理想，此时需对控制系统作进一步的改进。
7参考文献
《计算机控制技术》这门课程在不同高校的课程设置有很大的不同。有的高校侧重于以计算机为主线，着重讨论直接数字控制系统、以及现场总线控制系统等计算机控制系统。有的高校侧重于硬件系统的设计和仿真，而对软件却是一带而过。有的高校针对的是计算机控制技术的数学描述及控制算法。应该说各个高校在教材的选取和教学环节的进行中都有自己的独到之处，但是对于针对本校学生的实际情况，这些是远远不够的。在经历了若干个环节的教学和实践中，我对计算机控制技术这门课程的教学改革的方法和实践有自己的一些认识。
2课程教学改革的方法和实践
2.1教学环节突出侧重点
针对本校学生的实际水平，在教学环节中突出侧重点。由于本课程的第一部分主要涉及计算机控制的基础知识、数学模型及控制原理和分析方法。这一部分内容在前期的自动控制原理、复变函数中都有所讲述，那么在本课程的学习中主要是针对课程内容进行复习和总结，而不作为重点内容进行讲授。而第二部分中，讲述的是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分是众多学科实践与应用的理论支撑，包括了经典控制算法如PID控制算法及其改进等，复杂控制算法如最少拍控制及达林算法等以及数字滤波等数据处理方法，同时包括了系统仿真算法。这一部分作为重点内容讲授。而第三部分是控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。该部分需要学生动手实践来完成，实际应用也很广泛，在讲授中同样以举例的方式让学生能亲身体会到软件方面的使用。
2.2教学与教材有机结合
针对《计算机控制技术》这门课程的特点，现有的高校教材可谓是形形，各有各的特点，那么如何使学生更好的学习课程内容而又不依赖于教材呢？或者说如何使学生更好的理解教材内容而更深入的学习课程知识呢？这就要求将教学与教材有机的结合起来。针对本校学生特点，不能拘泥于一本教材来学习本课程，因此，在教学过程中，第一部分内容也就是前期的计算机控制技术基础知识和数学模型等内容，主要针对学生现有教材以及自动控制原理等教材进行讲解，第二部分内容主要是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分的内容想对比较难，计算量大，因此既应用现有教材，还参考于海生等编著的《计算机控制技术》以及汤楠等编著的《计算机控制技术》等教材，针对算法的部分，结合不同教材的例题，使学生更好的理解算法的来源。第三部分即控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真，该部分更多的需要学生自己动手操作，那么在上课的过程中针对例题给学生通过多媒体演示的方法，引入知识点来提高学生学习的积极性。
2.3有效利用实验环节
《计算机控制技术》这门课程不但有独立的理论和方法，而且有相当强的实践性和应用性。因此，要学好这门课程，必须有效的充分的利用实验环节。本门课程安排在第六学期开设，该课程的实验的设置充分结合课堂内容，考虑以实际应用为主，主要安排了数字滤波器、数字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并为了提高学生的学习兴趣以及拓展学生的知识面，还安排了选做的步进电机控制、温度控制系统等现实中广泛应用的实验环节。
2.4重视教学中的考核方式
考核是评价学生学习、了解教师教学效果的一个重要杠杆。而仅仅通过期末考试的方法来对学生进行考核的话，有可能使学生平时不注重学习，期末搞突击，考后知识还给老师。我们把考核分为了4种：
①课堂作业。每次作业计10分，按照作业次数折合成满分10分的平时成绩。
②课堂表现。针对学生的课堂状态以及回答问题的正确率和积极性，计10分平时成绩。
③实验环节。针对各个实验中学生的预习情况、实验过程中的参与情况，实验结果的准确度来评价，满分计10分。
④期末考试。期末考试成绩折合成70%，再加上以上3项的成绩即为学生的总体考核成绩。这样分配更加合理，也充分调动了学生的积极性。
3结语
1.1计算机通信技术的定义计算机通信技术是将现代计算机技术与通信技术进行有机融合，来实现信息资源在计算机同终端设备间或者计算机同计算机间以数据形式进行传递的一种现代化通信手段。随着科技的飞速发展，社会的不断进步，计算机通信技术在人们的学习、工作与社会生活中应用得越发广泛，如今正以其对庞杂信息处理、传递和利用的便捷与高效受到更多人的青睐，在办公自动化系统、军队指挥自动化系统、信息处理系统等领域发挥着越来越重要的作用。
1.2计算机通信技术的原理计算机通信技术应用的基本原理是通过使用计算机语言二进制数中的0和1来表示高压电平的转换方式，把电信号初步转换成逻辑信号，再把所有的信息用具差异性的二进制序列予以表示，即用二进制数中0和1的比特流电压来表示信息数据，产生的脉冲电流通过通讯设备来完成数据的传输，达到通信功能。
2计算机通信中的传输控制技术研究
2.1数据传输技术MAC（介质访问控制子层协议）处于OSI七层协议数据链路层下半部分，主要负责连接与控制物理层中的物理介质。进行数据发送时，该协议可预判发送数据可能性，若能发送则在数据上附加部分控制信息，最终将数据和控制信息按照规定方式发送至物理层；进行数据接收时，协议在判断输入信息内容未发生传输错误的前提下，将原先附加的控制信息去掉，将数据发送至LLC层。MAC在传统有线局域网与当前无线局域网中均得到广泛应用，MAC层中，数据传输技术分为包含总线争用技术与令牌控制技术的主导技术和其他辅助技术，辅助技术须得配合主导技术一同使用。以下主要针对数据传输技术的代表性主导技术进行简要介绍。（1）CSMA技术。作为一种总线争用技术，CSMA（载波侦听多路访问）利用分散式的控制方法来使附接总线附近的各节点以竞争方式来获取总线使用权，任意节点无特定发送时间，节点向总线发送数据具随机性，通过侦听检测媒体空闲状态来决定是否发送数据，若总线处于忙碌状态则需延迟发送时间。该技术的优点是技术易实现、响应较及时，缺点在于数据发送效率不稳定，网络负载一旦增大，发送时间就会增长。（2）集中式轮询技术。轮询技术是实现集中式数据控制的主要方法，分为传递轮询与轮叫轮询，前者主机通过向某子站发送轮询信息来检测该子站是否无数据传输或完成数据传输，再向其临站发送轮询，以此方式依次处理所有站点，控制最终回到主机；后者主机则是按照顺序逐个询问各子站是否存在数据。（3）分散式令牌技术。实现分散式控制的方法主要是令牌技术，作为最典型的令牌技术，令牌环网的基本原理是网上各主机地位平等，只有获得令牌的主机才能发送数据。
2.2差错控制技术（1）ARQ方式。数据接收端一旦检测出差错，就会设法通知发送端对码字进行重发，直至接收到正确的码字为止。ARQ方式中使用检错码，只可检测出数据在传输过程中发生的差错，依靠双向通道把差错信息反馈给发送端，并且要求发送端设有数据缓冲区来储存已发送数据，以便对出错数据进行重发。（2）FEC方式。与ARQ方式相比，FEC方式中数据接收端不但可以检测出差错，还能对二进制码元中发生错误的位置进行判断，从而对差错加以自动、及时的纠正。该方式中使用的是纠错码，无需反向通道来传输请示重发的信息，发送端也无需设置数据缓冲区来储存原始数据，但与ARQ相比，其编码效率较低，且纠错设备较为复杂。混合纠错是将以上两种纠错方式进行综合，传输设备较为复杂，不作重点说明。
3计算机通信中的数据传输控制技术实施要点
3.1传输控制软件的功能模块松散耦合设计数据传输控制服务功能模块主要包括信道检测与优选、协议封装与解析、信息与安全处理等，各模块之间的选择和配置可根据数据传输具体需求来定。功能模块松散耦合设计突破了以往设计中存在的功能模块间相互依赖、边界不清的紧密耦合限制，增加了各功能模块的独立性、可调性，并给予了系统集成人员安装功能构建的可选择性，使功能模块更符合信息传递要求，维护人员也能准确发现问题所在，对网络传输控制服务进行有针对性的修复和优化。
3.2传输控制软件的信息传输的跨平台设计跨平台设计能使程序语言、硬件和软件设备在不同硬件架构的计算机上或不同的作业系统内实现无障碍运作。信息传输的跨平台设计主要包括信息跨平台传输与软件跨平台移植，通过网络传输控制软件来封装不同平台下的驱动机制与通信接口，进而形成统一的接口，以实现对数据传输的有效管理。
3.3多协议透明封装和解析采用多个相对立协议封装和解析模块能实现协议封装和解析功能与业务应用软件的有效分离，以多协议封装和解析来使业务软件应用更为透明，核心处理技术更为简明。这种多协议透明封装和解析的实现要以上层信息安全处理软件为基础，在交换服务中完成相应格式转换，实现传输协议在传输服务层中的封装和解析。
3.4可靠与实时传输相结合不同类型信息在传输要求的侧重上存在差异，指令类信息传输要求可靠性，态势感知类信息传输注重实时性，无线信息传输信道的特殊性对数据传输质量有较大影响，为保证传输的可靠性和实时性，可在无线信道上采用三级缓冲机制，使信息数据依次经过发送缓冲区、等待区与回执等待区，增加人工确认。
4结语
主要是用作配电网的改造，其广阔的覆盖范围和迅速的传播速度使配电效率得到大幅度提升。计算机技术在发电、配电、变电、输电等环节起到十分重要的作用，形成了主站、子站、光纤终端组成的网络系统，这种合理化的格局，能够有效提升传输速度。（3）变电系统能使高负荷供电站运行更加稳定，自动化技术主要通过现代通信技术、信号处理和计算机技术实现对设备的检测，实现功能的优化和重组，有效控制电力系统的安全运行。
2计算机远动控制技术的应用分析
计算机远动控制技术的应用主要是通过遥测、遥信、遥控以及遥调等功能实现的，计算机远动控制技术是电力系统自动化技术中的核心技术，其在电力系统运行中发挥着重要的作用，尤其是在电力系统中的数据采集、通信传输以及信道编译码等环节中占据着重要的地位。其中，计算机远动控制技术的工作原理如图1所示。2．1远动控制技术中的数据采集技术远动控制技术中的数据采集技术主要有A／D技术和变送器技术等，其处理的信号多数为0～5V的TTL电平信号，而在电力系统自动化技术中，多数采用大功率参数，为了实现采用远动控制技术处理电力系统中的信号，只有通过变送器将大功率参数转变为TTL电平信号，从而达到遥信信息的编码和遥测信息的采集任务。其中在电力系统中，其遥信信息需要经过采集遥信对象的状态，将采集到的描述遥信对象状态的二进制位编进具体的遥信码中这2个途径进行传送，然后再通过数字多路开关将电力系统各路的遥信状态输出到接口电路中，最后通过接口电路将遥信信息送入到CPU系统中进行处理，从而实现遥信信息编码。2．2信道编译码技术分析在计算机远动控制技术中的信道编译码技术主要有编码、译码以及信息传输协议（规约）等。在电力系统自动化控制中，想要实现采用远动控制技术进行信息采集，则必须通过通信信道传输到调控中心才能使用。因此在电力系统自动化控制中，为了进一步保证传送的信息具有非常好的抗干扰能力，必须要对信息进行信道编译码，其中数字传输系统模型如图2所示。在上述电力系统自动化系统中，通过采用远动控制进行数字传输中，其干扰是不可避免的，而通过信道编译码能够有效克服通道中的干扰，其中，信道编译码的方法主要采用线性分组码中的循环码进行编译码。2．3循环式数据传送规约远动控制技术在变电站、电厂以及调度中心的数据通信应用中，首先需要在信道编译码前，预先设定通信方式和数据格式，也就是通信信息传输协议（规约），以保证电力系统中数据通信的可行性。另外，在电力系统远动控制技术中，其数据传输主要是以帧结构的形式进行传输的，其中重要的遥测信息主要安排在A帧，次要遥测信息安排在B帧，一般遥测信息安排在C帧。通过采用帧格式进行包装后，电力系统中的数据就能够有效按照规约进行传送，从而实现信道全部编译工作，实现对电力系统的全方位监控。
3电力系统自动化技术的发展及建议
对于电力系统自动化的发展方向，应从以下几点出发：（1）兼顾提高经济效益和改善自动化服务水平，我们追求的自动化技术应向着更优化、更具实效性、更加智能化、区域覆盖更广的方向前进。（2）加强电力自动化系统的设备稳定性，有效保障其安全运行，尽量减少大面积停电，建立一系列行之有效的处理机制，将停电损失降到最低。（3）开拓电力系统自动化的数字化之路，使数据更加全面，数字更加精准，力求节省更多时间和人力。（4）随着科技的不断进步，各种先进设备相继出现，对电力企业的工作人员提出了更高的要求，加强电力企业人员的技能培训和技术队伍建设，注重对新技术高素质人才的引进和吸收，培养全面发展的技术人才，鼓励员工以先进的理论知识和丰富的实践武装自身，投入更多精力到电力自动化的发展中去，推进电力自动化的发展进程。（5）在全球能源危机的严峻形势下，正是挑战电气自动化进程的关键时期，要以可持续的发展观，改善传统的管理模式，从整体化逐步转变为分布式、集约化的运营模式，实现能源利用的最大化、功耗的最小化、资金节约化。
4结语
论文关键词：计算机控制技术 实践教学 课程建设 教学研究
论文摘要：计算机控制技术课程是电气信息类工科专业的主干专业课之一，对其课程教学实践进行探索是十分必要。针对计算机控制技术课程的特点，从实验教学、课程设计及其他实训环节的内容进行了探讨，采用灵活多样方式进行实践教学改革，培养学生独立分析和解决问题的能力，为深化教学改革进行了有益的尝试，获得良好的教学效果。
随着科学技术的不断发展，在工农业生产的诸多领域中，人们广泛地使用计算机作为控制器来实现自动控制系统。计算机控制技术是融合了计算机技术和自动控制理论后发展起来的理论性和实践性很强的一门交叉学科，它是高等学校中自动化、电气工程及其自动化等专业的一门重要的专业主干课程。学习本课程应从工程技术角度出发，要注重理论与应用结合、设计与实现结合，注重系统性和实用性，要求学生通过本课程的学习掌握如何利用计算机控制生产过程的基本原理，并基本掌握计算机控制系统的分析设计与实现方法及计算机在工业过程控制应用中的各种技术。本课程的特点是理论和实践是密切联系的，由于本课程的这种特点，使得学生在课堂学习阶段很难领悟计算机控制技术的精髓，并将其应用于工农业的生产过程。计算机控制技术是一门实践性极强的应用性学科，本课程实践教学是帮助学生学好这门课程的一项重要手段。
1目前课程教学中普遍存在的问题
学生在完成计算机控制技术课程学习之后，一般应掌握本课程介绍的基本原理，完成简单计算机控制系统的设计、安装、编程和调试工作。但是，大部分学生在学完该课程后，仍无法完成计算机控制系统的设计、安装、调试工作，主要存在以下几个方面问题：
(1)计算机控制技术是一门多学科、多课程相关、实践性强的课程。目前的计算机控制技术教材，在内容设置上或是偏重于理论分析或是以单片机和其他接口芯片为基础，讨论系统的构成和相应的应用软件设计开发的一般步骤，按这类教材组织教学，学生难以在规定的课时内全面掌握该课程的主要内容，从而制约了学生应用课程知识解决实际问题的能力。
(2)学生缺乏面向工程实践的机会，学生能学好课程的书本内容，通过课程理论考核没有问题。但是一旦遇到实际问题，他们往往不能从问题本身出发，而从书本出发，导致难以综合运用解决实际问题。
(3)理论教学、实验教学等实践环节不能有机结合。有的高校实验条件差，实验教学主要以验证性、演示性实验为主，缺乏综合性操作训练项目，实践学时少等极大限制学生实践能力的提高。课堂理论教学过程枯燥，学习效果差。
2实践教学的探索
目前社会对高等学校工科专业毕业生的知识能力和素质结构，尤其是实践动手能力、工程意识与创新思维的培养方面提出了新的要求，原有的实践教学模式已不能培养符合现代经济发展与市场经济需求的生产技术应用型人才，很多高校传统的实践教学都是附属于理论课而设置的实验、实习和课程设计。近年来高校扩招后高等教育向大众化发展，学生面临着较大的就业压力，直接反映在毕业生就业方面，要摆脱所面临的困境，就必须培养社会所需要的实践能力强、真正具有工程意识和一定创造性的应用型人才。
加强计算机控制技术课程实践教学的探索很有必要。下面从实验教学、课程设计和其他的实训辅助教学环节出发，探讨如何提高课程实践环节的教学质量，调动学生学习的积极性，提高学生的实践能力，培养了学生的创新精神。
2.1 实验教学的探索
实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段，因此多数学校选择了最基础的且有较高实用价值的实验项目。然而一些实验内容又多是验证性的，专业所需的实践能力、工程意识与创新精神得不到系统的培养与训练。我们目前的实验系统是已经使用多年的西安唐都公司的TD-ACC计算机控制实验系统，缺点是实验项目有限。我们计划在原来实验设备的基础上，设计一些新的实验方案，花费较少的经费，提升实验教学效果。根据我们的调研，可以利用Matlab软件，设计仿真实验方案，如数字PID控制器、最小拍计算机控制系统设计实验，这些理论性很强的实验用Matlab软件来作为原实验的补充，这些补充部分学生在实验前通过个人电脑可以自己做些准备，增强学生的主动性，对于学生深入理解该实验有很大帮助。
另一方面，我们利用Proteus软件，设计了计算机控制系统输入输出通道实验，使学生有更多的自主性，解决实验设备接线固定呆板的缺陷，使得学生在选择ADC和DAC这些典型器件时有了更多的余地，对端口译码电路的设计理解更加透彻。这样设计实验，可以减少验证性实验内容，增大设计性、研究性的实验内容，学生根据提出的功能要求和性能指标，由学生自己完成系统的设计和实验等工作。学生自主性得到充分的发挥，由学生以自由灵活的方式来完成实验，以激发其积极性，增强了学习兴趣，提高了实验的效果。
2.2 课程设计教学之探索
计算机控制技术的课程设计是本课程教学中的一项重要内容，是完成教学计划达到预期教学目标的重要环节，是教学计划中综合性较强的教学环节，它对帮助学生全面深入地掌握课程教学内容、培养学生理论联系实际的能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。本课程设计的目的是通过解决某个实际问题，巩固和加深计算机控制技术课程中所学的理论知识解决实际问题的能力，基本掌握计算机控制系统的一般设计方法，提高计算机控制系统的设计和分析能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
目前多数学校在课程设计时采用的方法是在计算机控制实验设备的基础上，完成一些综合性较强的系统设计题目，比如在TD-ACC计算机控制实验系统上可以完成基于8088微处理器的直流电机闭环调速控制系统设计和实现、温度闭环控制系统设计和实现等设计课题。缺点是系统的框架固定，可选范围有限。
针对课程设计，我们拟以单片机为控制器完成计算机控制系统的设计，融合Matlab和Protues等软件。利用Matlab在建立控制系统模型的优势，以Matlab软件作为课程设计的理论仿真平台，加深学生对计算机控制理论的理解和应用。另一方面，在Proteus平台和Keil软件的支持下，学生可以完成系统从芯片选择、电路设计、程序编写、调试、仿真运行的整个过程，可以锻炼学生解决问题的能力。因此我们设计了基于Protues的单片机步进电机控制系统设计、仓库温湿度控制系统设计、加热炉温度控制系统设计等课程设计课题，作为对原有课题的补充，解决了原有实物设计系统的不足，拓宽了课程设计范围。 2.3 重视辅助实训环节的探索
高等工科学校是培养社会所需要的有一定理论知识、实践动手能力强、具有工程意识和一定创造性的高等技术应用型人才，因此，要完成这一培养目标，我们就必须重视实训环节。我们学院不断加强实践教学与管理改革，创立了创新实训基地，以综合、设计创新实训为主，实训形式丰富多样，有综合性设计、计算机仿真、创新设计、实物制作与竞赛，并不断加强实训基地和课程教学的联系，目前实训基地已经有专人管理，走上了规范化的教学管理轨道。
为配合本课程，我们学院组织一些动手能力强、有兴趣的同学成立实训小组，利用课余时间进行培训，指导教师只给出训练项目的基本要求、所要实现的功能和性能指标，系统设计、元件选用、PCB板制作、焊接工艺和电路调试等环节，均由学生独立完成，以加强学生的工程意识与实际应用能力，并要求学生对一些课题的设计制作具有创新性。学生还通过到产学研结合的企业实习、参与教师所承担的工程课题工作等，进一步培养学生的工程应用能力，如完成智能温度闭环控制系统设计、循环温度检测仪等项目。尽管这种形式灵活的环节目前面向的学生人数不是很多，但是结出了甜美的果实。经实训基地训练的一批学生获得了优良成绩，我院学生于近几年连续在全国大学生电子设计等竞赛中获奖。
3结束语
通过对计算机控制技术课程教学过程中存在的问题进行探讨，我们认识到实践教学环节在本课程教学中的重要作用，在具体实施实验教学、课程设计教学和其他辅助实训教学等方面做了一些探讨，在教学实践过程中积累了一些经验，取得了较好的教学效果。重视计算机控制技术课程实践改革，可以提高课程实践环节的教学质量，激发学生的学习兴趣，提高学生的实践能力，培养其创新精神。同时，我们发现提高教学质量和学生的学习效果、培养学生独立动手能力和分析解决问题的能力，是一个值得我们不断研究的课题。我们在实际教学中尚存在一些问题和不足，希望在今后的教学研究和教学实践中，可以进一步探索出更好的方法，提高学生理论联系实际的能力。
参考文献
[1] 于海生.计算机控制技术[M].北京：机械工业出版社，2007
[2] 王建华，黄河清.计算机控制技术[M].北京：高等教育出版社，2003
[3] 邢航，张铁民.计算机控制技术教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索，2007，12(6)：370～372
[4] 李敏艳.计算机控制技术课程设计的创新与实践[J].实验室科学，2010，12(2)：112～114
[5] 罗胜，薛光明，周宏明.建设开放的计算机控制技术实践教学体系[J].现代教育技术，2008，18(7)：113～115
n程简介与定位
教学目标 《计算机控制技术》教学目的是使学生从系统集成的角度掌握计算机控制系统的基本原理与设计方法，不但能够分析与应用、设计并实施满足实际工业生产需要的计算机控制系统，而且能够不断地根据已有的基础知识，迅速进行知识更新。
在专业课程体系中的定位 在浙江大学城市学院自动化专业的专业必修课中，《计算机控制技术》是讲述控制手段的一门必修课程，是自动化闭环控制系统的重要组成部分。
在专业能力培养中的定位 控制精度要求比较高的实际控制系统大多为闭环控制系统，在闭环控制系统中，计算机将作为一个重要的控制手段而存在，所以经典PID为代表的控制算法将成为《计算机控制技术》这门课程的重点研究内容，本课程将搭建以温度、电机和液位为主要控制对象的闭环控制系统，并完成对位置型PID、增量型PID、积分分离式PID、模糊控制等先进控制算法的学习。
与核心课程群中其他课程在知识体系与能力培养上的整体设计 随着现代化工业复杂性与集成化程度的增加，计算机控制技术已广泛应用于各个工业领域。因为《计算机控制技术》教学目的是使学生能够分析与应用、设计并实施满足实际工业生产需要的计算机控制系统，所以在教学内容方面主要讲述计算机控制系统的设计与实现相关的硬件、软件、控制策略、数据通信、网络技术、数据库技术等方面的理论知识与技术。包括计算机控制系统的基本概念与基础理论，控制系统的接口技术、数字通信与网络技术、软件技术，计算机控制系统中常用的控制策略，不同规模的计算机控制系统的设计范例，以及流程工业的计算机集成制造系统。
能力培养要求 借助本门课程的学习，培养学生了解计算机控制系统组成、分类、硬件及软件构成、控制算法等相关知识，使学生从系统集成的角度掌握计算机控制系统的基本原理与设计方法，不但能够分析与应用、设计并实施满足实际工业生产需要的计算机控制系统，而且能够不断地根据已有的基础知识，迅速进行知识更新。
实践教学要求 实践教学方面采取实验课与课外课程设计相结合的形式，实验课上主要学习组态监控软件在计算机控制系统中的应用，并以液位为控制对象，搭建以计算机为控制核心的闭环控制系统，通过特性调试，了解计算机控制算法在实际系统中的应用。课外则要求同学们完成以电机为控制对象的闭环控制系统的设计报告，深化学生对计算机控制系统的理解和掌握，完成理论到实践的转换。
作业及考核要求 《计算机控制技术》作业基本都要求网上提交，每个章节结束，都会按照讲授内容布置相应网上作业，要求学生按照规定时间完成。同时为了巩固学习效果，还会配备相应章节的网上在线测试题目。最后同学们要完成以电机为控制对象的闭环控制系统的设计报告。期末成绩的构成为到课率及课堂表现10%，平时作业和小测试10%，期中考试15%，设计报告15%，期末考试50%。
教学实施方案设计
教学内容组织 针对计算机控制技术综合知识比较多、专业性较强、不易理解的特点，具体从以下几个方面组织教学内容：
第一，准确把握课程的性质与作用。计算机作为闭环控制系统的一个重要控制手段，经典PID等算法讲解将成为《计算机控制技术》这门课程的重点研究内容，同时在搭建以温度、电机和液位为主要控制对象的闭环控制系统时，了解信号检测、信号传输、信号处理、信号显示等相关知识。
第二，突出学生综合能力的培养。在课程知识的讲授过程中，注意教育和启发学生用哲学的思想、辩证的观点来分析和思考问题，如主要矛盾与次要矛盾的转化、事物都是一分为二的道理等，健全学生的心智，提高学生综合素质。
第三，通过课程教学，教给学生现代科学研究的方法。以实际控制系统为主线，将设计方法、分析方法、算法编写等过程梳理清晰，将讲述内容集中在目前的工业生产现场的使用技术上。
教学策略 ①结合课程知识和社会调研以增强学生学习动力；②理清思路，从简到繁，强化计算机控制系统的理解和应用；③观看模型理解抽象闭环控制系统概念，加深学生对知识的掌握；④引导学生参与课堂教学，分组讨论促进学习主动性和能力齐头并进；⑤设计贯穿理论教学周期，通过实践加深学生对课程知识的理解和掌握；⑥加强课外辅导巩固学生对课程知识的掌握；⑦结合现代教学手段开展辅导。
结束语
《计算机控制技术》课程的改革在实施过程中，通过计算机控制系统的硬件和软件技术等工作原理的讲解，将模拟电子技术、数字电子技术、电路原理、自动控制理论等相关课程的知识进行点对点的连接，学生对所学专业知识有了更加系统化和模块化理解，有利于专业整体知识的消化和掌握。
