基于COM的控制系统实践
摘要
COM组件技术是Windows操作系统下的核心技术，它有许多优点，如进程透明性、语言无关性、分布式计算能力等。控制理论中，基本上所有的控制系统都有类似的结构，它们的系统方框图几乎都是一样的。本文使用COM技术来分解控制系统方框图，将COM技术应用于控制系统。由于采用了COM技术，控制系统的实现非常灵活而方便。
本文的主要目的是以COM组件的形式实现控制理论中的各种控制算法，使得这些算法能够方便而快捷地得到应用。作为一个例子，本文编写了一个包含PID控制和内模控制的组件。内模控制的鲜明特点是，它的反馈量是模型误差，而不是系统响应；另一方面，实际的控制系统一般存在控制量的限幅。这些使得将内模控制得算法直接应用于实际控制存在一些问题。本文在一个实际系统中采用了分段控制的方案，为了保证控制输入能够从其他阶段平滑地切换到内模控制，对内模控制的原算法做了一些改进。改进后的算法被成功地应用于一个电炉温度控制系统中，取得了很好的效果。
COM (CoInPonent Object Model) is the kernal technology of Wndows
system, which has many advantages, such as transparency on process,
independency of language, and the capability of distributed comPuting. In
Control theory, almost all of the control systems have similar structUre and
block diagram. In this paPer, we use COM technology to decomPose the block
diagram of control system, and apply COM in control system. Because of the
introduction of COM technology, the implementation of the control system is
very flexible and convenient.
The main purpose of this paper is to implement various control algorithIns
with the method of COM. In this way, the control algorithIns can be very
convenient for clients to use. As an example, a component including PID and
IMC (Internal Model Control) algorithIns was designed. The main featUre of
IMC is that its feedback is not the response of the controlled system but the
error betWeen the model output and the plan output. On the other hand, the
amplitude lAnitation on the control input conunonly exsists in the real control
systems. These two reasons cause some problems when the IMC algorithIn is
directly applied to real plants. In this paper, a subsection scheme was taken in
a real system. To gUarantee the smooth switching of the control inPut from
other sections to IMC control, some improvement was made on the base of the
prhe IMC algorithIn. The new algorithm was successfully allied to an electric
heater systCm, and get good performance.
本文的主要目的是以COM组件的形式实现控制理论中的各种控制算法，使得这些算法能够方便而快捷地得到应用。作为一个例子，本文编写了一个包含PID控制和内模控制的组件。内模控制的鲜明特点是，它的反馈量是模型误差，而不是系统响应；另一方面，实际的控制系统一般存在控制量的限幅。这些使得将内模控制得算法直接应用于实际控制存在一些问题。本文在一个实际系统中采用了分段控制的方案，为了保证控制输入能够从其他阶段平滑地切换到内模控制，对内模控制的原算法做了一些改进。改进后的算法被成功地应用于一个电炉温度控制系统中，取得了很好的效果。
COM (CoInPonent Object Model) is the kernal technology of Wndows
system, which has many advantages, such as transparency on process,
independency of language, and the capability of distributed comPuting. In
Control theory, almost all of the control systems have similar structUre and
block diagram. In this paPer, we use COM technology to decomPose the block
diagram of control system, and apply COM in control system. Because of the
introduction of COM technology, the implementation of the control system is
very flexible and convenient.
The main purpose of this paper is to implement various control algorithIns
with the method of COM. In this way, the control algorithIns can be very
convenient for clients to use. As an example, a component including PID and
IMC (Internal Model Control) algorithIns was designed. The main featUre of
IMC is that its feedback is not the response of the controlled system but the
error betWeen the model output and the plan output. On the other hand, the
amplitude lAnitation on the control input conunonly exsists in the real control
systems. These two reasons cause some problems when the IMC algorithIn is
directly applied to real plants. In this paper, a subsection scheme was taken in
a real system. To gUarantee the smooth switching of the control inPut from
other sections to IMC control, some improvement was made on the base of the
prhe IMC algorithIn. The new algorithm was successfully allied to an electric
heater systCm, and get good performance.
引文
1 David J. Kruglinski, Scot Wingo, George Shepherd, Programming Visual C++ 6.0, Version 5, Microsoft Press, 1998
2 潘爱民，COM原理与应用，清华大学出版社，1999
3 Guy Eddon, Henry Eddon, Inside COM+Base Services, Mirosoft Press, 1999
4 Jeffery Richter, Windows高级编程指南，清华大学出版社，1999
5 Bruce Eckel, Thinking in C++, Prince Hall, 1995
6 杨强，李秋堂，Win9X虚拟设备驱动程序编程指南，清华大学出版社，1999
7 鸿志创作组，Visual Basic 6.0 中文版应用与开发，科学出版社，1999
8 舒迪前，预测控制系统及其应用，机械工业出版社，1996
9 王伟，广义预测控制理论及其应用，科学出版社，1998
10 何克忠，李伟，计算机控制系统，清华大学出版社，1998
11 周明德，微型计算机硬件软件及其应用，清华大学出版社，1988
12 沈美明，温冬蝉，IBM-PC汇编语言程序设计，清华大学出版社，1991
13 Corry, Mayfidd, Cadman, COM/DCOM编程指南，清华大学出版社，2000
14 席裕庚，预测控制，国防工业出版社，1993
15 Kraig Brockschmidt, Inside OLE, 2nd Edtion, Mirosoft Press, 1995
16 MSDN Library Visual Studio 6.0 版，Microsoft Corporation, 1999
17 徐志波，MFC中文菜单命令缺省处理流程剖析，电脑编程技巧与维护，2000，No．11，pp．7-9
18 涂海燕，毛细管流变仪的神经网络内模控制，四川大学硕士学位论文，2000
19 Microsoft Corporation, Visual C++ 6.0 ActiveX 模板库参考手册，北京希望出版社，1999
20 David Kipping, Migrating to Windows95，学苑出版社，1995
21 David A. Solomon, Windows NT技术内幕，清华大学出版社，1999
22 吕思伟，潘爱民，ActiveX Scripting技术介绍，www.csdn.net,2000
23 候俊杰，深入潜出MFC, www.csdn.net,2000
24 Andrew Garbuzov, ActiveX script hosting, WWW.codeguru.com,1999
25 C. E. Garcia and M. Morari, Internal Model Control, 2. design procedure for multivarible systems. IEC Process Des.Dev,V24,472～484，1985
27 赵曜，内模控制的发展综述，信息与控制，1999
28 赵曜，模型算法控制的H_2和H∞最优鲁棒性设计，控制理论及其应用年会论文集，1993
29 赵曜，直流调速系统的2自由度内模控制方法，电气传动，1997 Vol27(1)：41-43
30 赵曜，直流调速系统的2自由度内模控制与PID控制的比较，中国控制会议论文集，武汉出版社，1997：1109-1112
31 张井岗等，直流电动机调速系统的内模控制，电机与控制学报，1998 Vol 2(2)：126-128
32 张井岗等，模糊自适应内模控制，第二届全球华人智能控制与智能控制自动化大会论文集，1997：1811-1814
33 刘乐星，余文休，智能自适应内模控制器，中国智能自动化会议论文集，1996：501-505
34 席裕庚，关于预测控制的进一步思考，控制理论与应用，1994，11(2)，pp．219-221
35 王献忠等，模型预测控制发展概况，自动化与仪器仪表，1999,No．4,pp．4-9
36 崔万秋等，高温电阻炉的计算机控制，自动化与仪器仪表，1999,No．2，pp．17-19
37 解明芳，虚拟仪器，仪表技术，1998,No．5
38 路林吉，饶家明，虚拟仪器讲座，电子技术，2000,No．1
39 Data Access Custom Interface Standard, version 2.04, OPC foundation, 2000
40 Data Access Automation Interface Standard, version 2.02. OPC foundation. 1999
41 PCL 816/814B Moduler DA&C Card User's Manual, Advantech Co., Ltd, 1994
2 潘爱民，COM原理与应用，清华大学出版社，1999
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30 赵曜，直流调速系统的2自由度内模控制与PID控制的比较，中国控制会议论文集，武汉出版社，1997：1109-1112
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32 张井岗等，模糊自适应内模控制，第二届全球华人智能控制与智能控制自动化大会论文集，1997：1811-1814
33 刘乐星，余文休，智能自适应内模控制器，中国智能自动化会议论文集，1996：501-505
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35 王献忠等，模型预测控制发展概况，自动化与仪器仪表，1999,No．4,pp．4-9
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37 解明芳，虚拟仪器，仪表技术，1998,No．5
38 路林吉，饶家明，虚拟仪器讲座，电子技术，2000,No．1
39 Data Access Custom Interface Standard, version 2.04, OPC foundation, 2000
40 Data Access Automation Interface Standard, version 2.02. OPC foundation. 1999
41 PCL 816/814B Moduler DA&C Card User's Manual, Advantech Co., Ltd, 1994