逻辑控制
数理科学名词
逻辑控制(Logical Control)是在信息系统中部署的各种访问控制手段的技术之一,主要在网络、系统、应用、权限和数据等层面进行实现的。其中,我们日常生活中最常见到的就是“密码”这种方法。
简介
逻辑控制又叫推理控制,它是在随机控制和经验控制的基础上运用逻辑原则和逻辑方法,对系统进行控制的一种形式。它可以分为逻辑推理和数学推理,前者侧重于定性推理,后者侧重于定量推理。人们发现,虽然对某一事物的某种性质一无所知,但对另一些事物的这种性质有了控制的经验。当这2类事物在某些方面相一致时,就可以把后一种事物的控制用于前一种事物的控制。例如:曹冲称象,把大象引到船上,刻下吃水线,再把大象换成石头,待船沉到同样的吃水线上,通过称出石头的重量测得大象的体重。这个方法实际就是逻辑控制方法。由于这种控制方法归根到底是使用别处的经验,所以也叫经验转移。它通过中间起过渡作用的媒介实现控制,因此,又叫共轭控制。
PLC具有逻辑运算功能。它设置有“与”、“或”、“非”等逻辑运算指令。能够描述继电器触点的串联、并联、串/并联、并/串联等各种连接。因此。它可以代替继电器进行组合逻辑和顺序逻辑控制。
基本逻辑关系
逻辑与的关系
逻辑“与”可以用两个互相串联的开关对一盏灯供电的效果来比拟。比如有甲乙两人对某事发表意见,可以用这个最简单的表决电路。每人前面有个开关,两开关串联之后接到一盏灯上,只有两人都把开关置于通的状态,灯才会亮。灯亮就表明甲乙两人都一致同意。
通常浴室和厨房共用一个热水器,无论【洗澡】“或”【洗碗】都能使热水器供应热水,从这两个阀门看,这就是逻辑“或”的关系。两个条件中任何一个成立就能得到热水,不一定要都具备。
逻辑或的关系
逻辑“或”的关系也可以用电路比拟,就是两个开关并联给同一盏灯供电的效果。如若把甲乙两人面前的开关并联起来,只要有任何一个人把开关置于通的状态,灯就会亮。亮就表明甲乙之中至少有一人同意(也许两人都同意)。
逻辑非的关系
此外,还有逻辑“非”的关系,那就是否定的意思。只要把某个条件的定义反过来就成了“非”的意思。例如【没灭火】就是“非”【灭火】。那么,【停水】也就是“非”【没停水】。对电路来说,开关的【通】及【断】颠倒过来,就成了“非”的关系。
控制系统
控制系统意味着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何感兴趣或可变的量。控制系统同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。控制系统使被控制对象趋于某种需要的稳定状态。
控制系统有几种分类方法:
1、按控制原理的不同,自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
在开环控制系统中,系统输出只受输入的控制,控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中,基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统;由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。
闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的,利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制,可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统
2、按给定信号分类,自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
给定值不变,要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。
给定值按未知时间函数变化,要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。
给定值按一定时间函数变化。如程控机床。
发展
最早机械电气控制系统出现在20世纪20年代,最初采用按钮和开关进行手动控制,后来出现了接触器和继电器及其控制系统,实现了对控制对象的启动、停止、有级调速及自动工作循环控制。这种控制装置结构简单、直观易懂、维护方便、价格低廉,因此在机械设备控制上得到广泛的应用,而且一直应用至今。其缺点是,控制系统难以改变控制程序,采用机械触点实现开关控制,触点容易出现松动和电磨损,若控制系统稍为复杂一些,则可靠性较低。
20世纪60年代中期,随着成组技术的出现,要求在同一台自动机床加工工艺相似而结构不同的零件,生产工艺及流程经常变化,接触器-继电器控制系统已经不能满足这种需要,于是出现了以逻辑门电路和继电器组成的顺序控制器。这种控制器利用二极管矩阵或二极管矩阵插销板编制程序,可方便地改变程序,同时这种控制系统克服了接触器-继电器控制系统寿命短、工作频率低、功能简单、可靠性差等缺点,是常用的顺序控制系统之一。
随着计算机技术和自动控制技术的飞速发展,20世纪60年代末,出现了具有运算功能和功率输出能力的可编程逻辑控制器(PLC)。它是由大规模集成电路、电子开关、功率输出器件等组成的专用微型电子计算机,具有逻辑控制、定时、计数、算术运算、编程及存储功能,程序编制和修改容易,输入输出接线简单,通用灵活,抗干扰能力强,适用于工业环境,工作可靠性高,以及体积小等一系列优点。到20世纪80年代中期,PHC已广泛地应用到各行各业的机械设备的自动控制上,成为工业自动化领域的主流控制器。目前,PLC总的发展趋势是高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能。
模糊逻辑控制
传统的布尔集合理论用非“0”即“1”的逻辑评判事物,例如评判一个成年男子的身高,1.80 m以上为高个子,1.799m就不是高个子,这在现实生活中是明显不合理的,它无法表示程度的概念。
模糊逻辑是用更加精确的方法来表示和分析不精确、不完全的信息。例如,一个人的身高为1.75 m,我们说他是比较高的,此人46%属于高个子,这样就比较符合人的思维。
模糊逻辑控制是按照模糊逻辑理论实现过程控制的方法,比传统的PID控制具有更高的智能,可以根据使用环境的变化修正参数使输出值无限接近设定值。
实现模糊逻辑控制一般是先将精确的输入量模糊化,使每一个输入量都对应于一个模糊集合;然后根据专家经验制订模糊控制规则,进行模糊推理,得到一个模糊的输出量集合;最后进行解模糊化,将模糊控制的输出进行清晰化处理,输出精确的输出量。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 12:29
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概述
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