數位控制系統

　　採用數位技術實現各種控制功能的自動控制系統。數位控制系統的特點是系統中一處或幾處的信號具有數位代碼的形式。它的主要類型是電腦控制系統，包括電腦監督控制系統、直接數位控制系統、電腦多級控制系統和分散控制系統。數位控制系統是在1970年左右為瞭滿足當時廣泛出現的複雜、精確和多功能的控制要求而發展起來的。早期的數位控制系統採用射流元件等邏輯控制元件和可編程式控制器來構成。這種數位控制系統由於設計上簡單,使用上可靠,且控制器的通用性好,很快得到廣泛應用。700年代後期,各類性能好、功能多、價格低的小型計算機和微型計算機的迅速發展，促進瞭以計算機為基礎的數字控制系統的廣泛應用。

　　在數字控制系統中，計算機的作用主要有三個方面：①信息處理。對於復雜的控制系統，輸入和偏差信號的計算(例如導航平臺中指向誤差的計算)工作量很大，而模擬解算裝置不能滿足精度要求，需要采用數字計算機。②用數字計算機內的校正程序來保證控制系統具有所要求的動態特性，使系統實現自適應控制、最優控制等高級控制功能。登月飛船在開始階段到燃料接近用完時，飛船的特性是隨時間變化的，需要用數字計算機的校正程序來保證飛船控制系統在每個階段都具有良好的穩定性。③多功能計算調節。

　　

在很多情況下，數字控制系統這一術語也常用來表示數字計算機作為控制器的 采樣控制系統。下圖為這種控制系統的組成框圖，其中系統的數字控制器由模數轉換器、計算機中央處理機和數模轉換器組成。模數轉換器將來自采樣器的離散的模擬偏差量轉換成數字偏差量（稱為量化），由中央處理機根據控制算法計算出數字控制量，再由數模轉換器將它轉換成離散的模擬控制量，最後由保持器轉換成連續控制量。控制用的計算機系統除瞭計算機與過程的接口（采樣器、模數轉換器、數模轉換器和保持器）需要單獨設計外，在實時計算、軟件編制和控制算法方面也需要專門設計。數字控制系統可應用 采樣控制理論來分析和設計。在數字控制系統中，數字量化造成的誤差可能引起周期振蕩等特殊問題。

　　

參考書目

　K.Paul,Digital Control Using Microprocessors, Prentice-Hall International, Inc., 1981.