與被控對(duì)象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線方式，如通過(guò)電纜的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行聯(lián)系；也可以是無(wú)線方式，如用紅外線、微波、無(wú)線電波、光波等進(jìn)行聯(lián)系。被控對(duì)象的范圍很廣，包括各行各業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程、機(jī)械裝置、交通工具、機(jī)器人、實(shí)驗(yàn)裝置、儀器儀表、家庭生活設(shè)施、家用電器和兒童玩具等?？刂颇康目梢允鞘贡豢貙?duì)象的狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程達(dá)到某種要求，也可以是達(dá)到某種最優(yōu)化目標(biāo)。

　　與一般控制系統(tǒng)相同，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以是閉環(huán)的，這時(shí)計(jì)算機(jī)要不斷采集被控對(duì)象的各種狀態(tài)信息，按照一定的控制策略處理后，輸出控制信息直接影響被控對(duì)象。它也可以是開環(huán)的，這有兩種方式：一種是計(jì)算機(jī)只按時(shí)間順序或某種給定的規(guī)則影響被控對(duì)象；另一種是計(jì)算機(jī)將來(lái)自被控對(duì)象的信息處理后，只向操作人員提供操作指導(dǎo)信息，然后由人工去影響被控對(duì)象。

　　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由控制部分和被控對(duì)象組成，其控制部分包括硬件部分和軟件部分，這不同于模擬控制器構(gòu)成的系統(tǒng)只由硬件組成。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件一般包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序和服務(wù)性程序等，它們通常由計(jì)算機(jī)制造廠為用戶配套，有一定的通用性。應(yīng)用軟件是為實(shí)現(xiàn)特定控制目的而編制的專用程序，如數(shù)據(jù)采集程序、控制決策程序、輸出處理程序和報(bào)警處理程序等。它們涉及被控對(duì)象的自身特征和控制策略等，由實(shí)施控制系統(tǒng)的專業(yè)人員自行編制。

　　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類

　　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類有三種方法：以自動(dòng)控制行式分類，以參于控制方式分類或以調(diào)節(jié)規(guī)律分類。

　　一、以自動(dòng)控制行式分類

　　以自動(dòng)控制方式可以分成如下幾類：

　?。ㄒ唬?計(jì)算機(jī)開環(huán)控制（Computer Open Loop Control）系統(tǒng)

　　若計(jì)算機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)的輸出對(duì)生產(chǎn)過(guò)程能行使控制，但控制結(jié)果---生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)沒有影響計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)\控制器\生產(chǎn)過(guò)程等環(huán)節(jié)沒有構(gòu)成閉合環(huán)路，則稱之為計(jì)算機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。從圖上看出生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)沒有反饋給計(jì)算機(jī)，而是由操作人員監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)，決定控制方案，并告訴控制計(jì)算機(jī)使其行使控制作用。

　?。ǘ?計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制

　　計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)對(duì)象或過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)能直接影響計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)，稱之為計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。控制計(jì)算機(jī)在操作人員監(jiān)視下，自動(dòng)接受生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算并確定控制方案，直接指揮控制部件（器）的動(dòng)作，行使控制生產(chǎn)過(guò)程作用。

　　在這樣的系統(tǒng)中，控制部件按控制機(jī)發(fā)來(lái)的控制信息對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行控制，另一方面運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)作為輸出，由檢測(cè)部件測(cè)出后，作為輸入反饋給控制計(jì)算機(jī);從而使控制計(jì)算機(jī)\控制部件\生產(chǎn)過(guò)程\檢測(cè)部件構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)回路。我們將這種控制形式稱之為控制計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制。

　　計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，利用數(shù)學(xué)模型設(shè)置生產(chǎn)過(guò)程最佳值與檢測(cè)結(jié)果反饋值之間的偏差，控制達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行在最佳狀態(tài)。

　?。ㄈ?在線控制

　　只要計(jì)算機(jī)對(duì)受控對(duì)象或受控生產(chǎn)過(guò)程，能夠行使直接控制，不需要人工干預(yù)的都稱之為控制計(jì)算機(jī)在線控制或稱聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)。

　?。ㄋ模?離線控制

　　控制計(jì)算機(jī)沒有直接參于控制對(duì)象或受控生產(chǎn)過(guò)程。它只完成受控對(duì)象或受控過(guò)程的狀態(tài)檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;而后制定出控制方案，輸出控制指示，操作人員參考控制指示，人工手動(dòng)操作使控制部件對(duì)受控對(duì)象或受控過(guò)程進(jìn)行控制。這種控制形式稱之為計(jì)算機(jī)離線控制系統(tǒng)。

　　（五） 實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)

　　控制計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)是指受控制的對(duì)象或受控過(guò)程，每當(dāng)請(qǐng)求處理或請(qǐng)求控制時(shí)，控制機(jī)能及時(shí)處理并進(jìn)行控制的系統(tǒng)，常用在生產(chǎn)過(guò)程是間斷進(jìn)行的場(chǎng)合軋出一塊鋼算一個(gè)過(guò)程，每個(gè)過(guò)程都重復(fù)進(jìn)行。只有進(jìn)入過(guò)程才要求計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。在計(jì)算機(jī)一旦進(jìn)行控制時(shí)，就要求計(jì)算機(jī)對(duì)來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程的信息在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)或控制。這種系統(tǒng)常使用完善的中斷系統(tǒng)和中斷處理程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。綜上所述，一個(gè)在線系統(tǒng)并不一定是實(shí)時(shí)系統(tǒng)。但是一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)必是一個(gè)在線系統(tǒng)。

　　二、 以參于控制方式來(lái)分類

　　按控制機(jī)參于控制方式來(lái)分類， 可分成如下幾種：

　?。ㄒ唬┲苯訑?shù)字控制系統(tǒng)

　　由控制計(jì)算機(jī)取代常規(guī)的模擬調(diào)節(jié)儀表而直接對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，由于計(jì)算機(jī)發(fā)出的信號(hào)為數(shù)字量，故得名DDC控制。實(shí)際上受控的生產(chǎn)過(guò)程的控制部件，接受的控制信號(hào)可以通過(guò)控制機(jī)的過(guò)程輸入/輸出通道中的數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換器將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字控制量中轉(zhuǎn)換成模擬量;輸入的模擬量也要經(jīng)控制機(jī)的過(guò)程輸入/輸出通道的模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量進(jìn)入計(jì)算機(jī)。

　　DDC控制系統(tǒng)中常使用小型計(jì)算機(jī)或微型機(jī)的分時(shí)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)的控制功能。實(shí)際上是屬于用控制機(jī)離散采樣，實(shí)現(xiàn)離散多點(diǎn)控制。這種DDC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中主要控制形式之一。

　　DDC控制的優(yōu)點(diǎn)是靈活性大，集中可靠性高和價(jià)格便宜。能用數(shù)字運(yùn)算形式對(duì)若干個(gè)回路，甚至數(shù)十個(gè)回路的生產(chǎn)過(guò)程，進(jìn)行比例--- 積分---微分（PID）控制，使工業(yè)受控對(duì)象的狀態(tài)保持在給定值上，偏差小且穩(wěn)定。而且只要改變控制算法和應(yīng)用程序便可實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制。如前饋控制和最佳控制等。一般情況下，DDC級(jí)控制常作為更復(fù)雜的高級(jí)控制的執(zhí)行級(jí)。

　　（二） 計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)

　　計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)是針對(duì)某一種生產(chǎn)過(guò)程，依據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的各種狀態(tài)，按生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)運(yùn)行的最佳給定值，并將最佳值自動(dòng)地或人工對(duì)DDC執(zhí)行級(jí)的計(jì)算機(jī)或?qū)δM調(diào)節(jié)儀表進(jìn)行調(diào)正或設(shè)定控制的目標(biāo)值。由DDC或調(diào)節(jié)儀表對(duì)生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)點(diǎn)（運(yùn)行設(shè)備）行使控制。

　　SCC系統(tǒng)的特點(diǎn)是能保證受控的生產(chǎn)過(guò)程始終處于最佳狀態(tài)情況下運(yùn)行，因而獲得最大效益。直接影響SCC效果優(yōu)劣的首先是它的數(shù)學(xué)模型，為此要經(jīng)常在運(yùn)行過(guò)程中改進(jìn)數(shù)學(xué)模型，并相應(yīng)修改控制算法和應(yīng)用控制程序。

　　（三） 多級(jí)控制系統(tǒng)

　　在現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)中，不僅需要解決生產(chǎn)過(guò)程的在線控制問題，而且還要求解決生產(chǎn)管理問題，每日生產(chǎn)品種、數(shù)量的計(jì)劃調(diào)度以及月季計(jì)劃安排，制定長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、預(yù)報(bào)銷售前景等， 于是出現(xiàn)了多級(jí)控制系統(tǒng)。

　　DDC級(jí)主要用于直接控制生產(chǎn)過(guò)程，進(jìn)行PID或前饋控制;SCC級(jí)主要用于進(jìn)行最佳控制或自適應(yīng)控制或自學(xué)習(xí)控制計(jì)算，并指揮DDC級(jí)控制同時(shí)向MIS級(jí)匯報(bào)情況.DDC級(jí)通常用微型計(jì)算機(jī)，SCC級(jí)一般用小型計(jì)算機(jī)或高檔微型計(jì)算機(jī)。

　　車間管理的MIS主要功能是根據(jù)工廠級(jí)下達(dá)的生產(chǎn)品種、數(shù)量命令和搜集上來(lái)的生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)的信息，隨時(shí)進(jìn)行合理調(diào)度，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，指揮SCC級(jí)監(jiān)督控制。

　　工廠管理級(jí)的MIS主要功能是接受公司下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)和本廠的實(shí)際情況，進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算，制訂本廠生產(chǎn)計(jì)劃和短期（旬或周或日）安排，然后給車間級(jí)下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)。

　　公司管理級(jí)的MIS主要功能是對(duì)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)計(jì)算，制訂戰(zhàn)略上的長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，并對(duì)訂貨合同，原料供應(yīng)情況和企業(yè)的生產(chǎn)狀況，進(jìn)行最優(yōu)生產(chǎn)方案的比較選擇計(jì)算，制訂出整個(gè)公司企業(yè)較長(zhǎng)時(shí)間（月或旬）的生產(chǎn)計(jì)劃、銷售計(jì)劃，并向各工廠管理級(jí)下達(dá)任務(wù)。

　　MIS級(jí)主要功能是實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)處理，為各級(jí)決策者提供有用的信息，作出關(guān)于生產(chǎn)計(jì)劃\調(diào)度和管理方案，使計(jì)劃協(xié)調(diào)和經(jīng)營(yíng)管理處于最優(yōu)狀態(tài)。這一級(jí)可根據(jù)企業(yè)的規(guī)模和管理范圍的大小分成若干級(jí)。每級(jí)又依據(jù)要處理的信息量的大小確定采用的計(jì)算機(jī)的類型。一般情況車間級(jí)MIS用小型計(jì)算機(jī)或高檔微型計(jì)算機(jī)，工廠管理級(jí)的MIS用中型計(jì)算機(jī)，而公司管理級(jí)的MIS則用大型計(jì)算機(jī)，或者用超大型計(jì)算機(jī)。

　　（四）分布式控制或分散控制系統(tǒng)

　　分散控制或分布控制，是將控制系統(tǒng)分成若干個(gè)獨(dú)立的局部控制子系統(tǒng)，用以完成受控生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制任務(wù)。由于微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)與迅速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)分散控制提供了物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)，近年來(lái)分散控制得以異乎尋常的發(fā)展，且已成為計(jì)算機(jī)控制發(fā)展的重要趨勢(shì)。

　　自70年代起，又出現(xiàn)集中分散式的控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱集散系統(tǒng)。它是采用分散局部控制的新型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

　　三、按調(diào)節(jié)規(guī)律分類

　　如果按調(diào)節(jié)規(guī)律分類，計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制所構(gòu)成的系統(tǒng)可分成如下幾種：

　?。ㄒ唬┏绦蚩刂?/p>

　　如果計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是按著預(yù)先規(guī)定的時(shí)間函數(shù)進(jìn)行控制，這種控制稱之為程序控制。如爐溫按著一定的時(shí)間曲線進(jìn)行控制就為程序控制。這里的程序是指隨時(shí)間變化就有確定對(duì)應(yīng)變化值，而不是計(jì)算機(jī)所運(yùn)行的程序。

　?。ǘ╉樞蚩刂?/p>

　　在程序控制的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了順序控制，計(jì)算機(jī)如能根據(jù)隨時(shí)間推移所確定對(duì)應(yīng)值和此刻以前的控制結(jié)果兩方面情況行使對(duì)生產(chǎn)過(guò)程控制的系統(tǒng)，稱之為計(jì)算機(jī)的順序控制。

　?。ㄈ?比例--積分--微分PID控制常規(guī)的模擬調(diào)節(jié)儀表可以完成PID控制。用微型計(jì)算機(jī)也可以實(shí)現(xiàn)PID控制。

　?。ㄋ模┣梆伩刂?/p>

　　通常的反饋控制系統(tǒng)中，對(duì)干擾造成一定后果，才能反饋過(guò)來(lái)產(chǎn)生抑制干擾的控制作用，因而產(chǎn)生滯后控制的不良后果。為了克服這種滯后的不良控制，用計(jì)算機(jī)接受干擾信號(hào)后，在還沒有產(chǎn)生后果之前插入一個(gè)前饋控制作用，使其剛好在干擾點(diǎn)上完全抵消干擾對(duì)控制變量的影響，因而又得名為擾動(dòng)補(bǔ)償控制。

　　（五）最優(yōu)控制（最佳控制）系統(tǒng)

　　控制計(jì)算機(jī)如能有受控對(duì)象處于最佳狀態(tài)運(yùn)行的控制系統(tǒng)稱之為最佳控制系統(tǒng)。如用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是在現(xiàn)有的限定條件下，恰當(dāng)選擇控制規(guī)律（數(shù)學(xué)模型），使受控對(duì)象運(yùn)行指標(biāo)處于最優(yōu)狀態(tài)。如產(chǎn)量最大、消耗最大、質(zhì)量合格率最高、廢品率最少等。最佳狀態(tài)是由定出的數(shù)學(xué)模型確定的，有時(shí)是在限定的某幾種范圍內(nèi)追求單項(xiàng)最好指標(biāo)，有時(shí)是要求綜合性最優(yōu)指標(biāo)。

　?。┳赃m應(yīng)控制系統(tǒng)

　　上述的最佳控制，當(dāng)工作條件或限定條件改變時(shí)，就不能獲得最佳的控制效果了。如果在工作條件改變的情況下，仍然能的控制系統(tǒng)對(duì)受控對(duì)象的控制處于最佳狀態(tài)，這樣的控制系統(tǒng)稱之為自適應(yīng)系統(tǒng)。這就要求數(shù)學(xué)模型體現(xiàn)出在條件改變的情況下，如何達(dá)到最佳狀態(tài)?？刂朴?jì)算機(jī)檢測(cè)到條件改變的信息，按數(shù)學(xué)模型給出的規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，用以改變控制變量，使受控對(duì)象仍能處在最好狀態(tài)。

　　（七）自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)

　　如果用計(jì)算機(jī)能夠不斷地根據(jù)受控對(duì)象運(yùn)行結(jié)果積累經(jīng)驗(yàn)，自行改變和完善控制規(guī)律，使控制效果愈來(lái)愈好，這樣的控制系統(tǒng)被稱為自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。

　　以上講到的最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制和自學(xué)習(xí)控制都涉及到多參數(shù)、多變量的復(fù)雜控制系統(tǒng)，都屬于近代控制理論研究的問題。系統(tǒng)的穩(wěn)定性的判斷，多種因素影響控制的復(fù)雜數(shù)學(xué)模型研究等，都必須有生產(chǎn)管理、生產(chǎn)工藝、自動(dòng)控制、檢測(cè)儀表、程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)硬件各方面人員相互配合才能得以實(shí)現(xiàn)。由受控對(duì)象要求反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短、控制點(diǎn)數(shù)多少和數(shù)學(xué)模型復(fù)雜程度來(lái)決定選用計(jì)算機(jī)規(guī)模。一般來(lái)說(shuō)需要功能很強(qiáng)（速度與計(jì)算功能）的計(jì)算機(jī)才能實(shí)現(xiàn)。

　　上述諸種控制，可以是單一種也可不是單一的，可以幾種形式結(jié)合對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)控制。這要針對(duì)受控對(duì)象的實(shí)際情況，在系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)確定。