课题名称： PLC先进控制策略研究与应用
1、选题意义和背景。
可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)具有可靠性高、抗干扰能力强、功能丰富等强大技术优势，已经成为目前自动化领域的主流控制系统。然而，从目前的应用情况来看，PLC还大都只是承担最基本的控制功能，如顺序控制、数据采集和PID反馈控制。各个PLC厂家也在其产品中设计了PID模块。虽然PID算法控制有很高的稳定性，但对于一些复杂控制系统，PID控制很难满足控制要求，这也使PLC的发展面临着一种挑战。随着越来越多的PLC产品与IEC1131-3标准兼容，PLC控制系统越来越开放，将先进控制算法嵌入PLC常规控制系统成为可能。本课题从工业控制实际应用角度出发，对PLC的控制功能进行深入的研究和探讨，以提高和扩展PLC控制器的应用水平和应用范围。本课题：PLC先进控制策略的研究与应用，其目的是通过研究使一些先进控制算法在PLC及组态系统上得以实现，并开发相应的应用程序，经过验证后最终应用到工业过程控制中去。
在PLC组态系统中实现先进控制算法，包括预测控制算法和模糊逻辑控制算法，形成具有人工智能的控制模块及网络系统，能大大提高系统的控制水平，改善控制质量。从经济角度来看，目前PLC生产商的一些产品具备先进控制模块，如模糊模块。但它们的价格十分昂贵，且封闭性较强，不适合我国中小型企业的工业改造。因此开发较为通用的先进算法实现技术，对于我国中小型企业的工业改造具有很大的意义，既可降低生产成本，又可提高经济效益。
模糊控制与预测控制是智能控制中技术较为成熟的分支，因此，研制和开发出适合工业环境的实时先进控制开发工具，实现模糊控制、预测控制嵌入PLC,与常规控制集成运行，让先进控制从教授、专家手中走出来，实现先进控制的工程化、实用化、转化为社会生产力，对缩短控制系统开发周期，加快先进控制技术的广泛应用，提高我国的工业自动化水平有着重大的意义。
2、论文综述/研究基础。
在过程工业界，从40年代开始，采用PID控制规律的单输入单输出简单反馈控制回路己成为过程控制的核心系统。目前，PID控制仍广泛应用，即便是在大量采用DCS控制的最现代的工业生产过程中，这类回路仍占总回路80%-90%.这是因为PID控制算法是对人的简单而有效操作的总结和模仿，足以维护一般过程的平稳操作与运行，而且这类算法简单且应用历史悠久，工业界比较熟悉且容易接受。
然而，单回路PID控制并不能适用于所有的过程和不同的要求[4}0 50年代开始，逐渐发展了串级、比值、前馈、均匀和Smith预估控制等复杂控制系统，即当时的先进控制系统，在很大程度上满足了单变量控制系统的一些特殊的控制要求。在工业生产过程中，仍有10%-20%的控制问题采用上述控制策略无法奏效，所涉及的被控过程往往具有强藕合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后等特性，并存在着苛刻的约束条件，更重要的是它们大多数是生产过程的核心部分，直接关系到产品的质量、生产率和成本等有关指标。随着过程工业日益走向大型化、连续化，对工业生产过程控制的品质提出了更高的要求，控制与经济效益的矛盾日趋尖锐，迫切需要一类合适的先进控制策略。自50年代末发展起来的以状态空间方法为主体的现代控制理论，为过程控制带来了状态反馈、输出反馈、解疆控制、自适应控制等一系列多变量控制系统设计方法}s}.上述多变量控制策略有其自身的不足之处，工业过程的复杂性使得建立其正确的数学模型比较困难。同时，计算机技术的持续发展使得计算机控制在工业生产过程中得到了广泛的应用，强大的计算能力可以用来求解过去认为是无法求解的问题，这一切都孕育着过程控制领域的新突破。
整个80年代，出现了许多约束模型预测控制的工程化软件包。通过在模型识别、优化算法、控制结构分析、参数整定和有关稳定性和鲁棒性研究等一系列工作，基于模型控制的理论体系己基本形成，并成为目前过程控制应用最成功，也最有前途的先进控制策略。近年来，人工智能技术有了长足的长进并在许多科学与工程领域中取得了较广泛的应用。就过程控制而言，专家系统、神经网络、模糊系统是最有潜力的三种工具。专家系统可望在过程故障诊断、监督控制、检测仪表和控制回路有效性检验中获得成功应用。神经网络则可以为复杂的非线性过程的建模提供有效的方法，进而可用于过程软测量和控制系统的设计上。模糊系统不仅是行之有效的模糊控制理论基础，而且有望成为表达确定性和不确定性两类混合并提炼这些经验使之成为知识进而改进以后的控制，也将是先进控制的重要内容。
由于先进控制受控制算法的复杂性和计算机硬件两方面因素的影响，早期的先进控制算法通常是在PC机和UNIX机上实施的。随着DCS功能的不断增强，更多的先进控制策略可以与基本控制回路一起在DCS控制站上实现。国外发达国家几乎所有企业都采用了DCS系统或其它智能化设备来实现对生产过程的控制，并在此基础上通过实施先进控制与优化较大的提升了系统的性能。可以说，高性能控制系统，尤其是DCS系统的普及为先进控制的应用提供了强有力的硬件和软件平台。国外从70年代末就开始了先进控制技术商品化软件的开发及应用，并在DCS的基础上实现先进控制和优化。如爱默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先进控制软件RMPGT和RPID等在现场的实际应用都集中在自己的DCS系统上。传统的PLC由于不支持浮点运算以及先进控制所必须的精确的时间，因此，除了模糊逻辑控制外，其他的先进控制并没有在PLG平台上实现。然而，在过程工业中大多系统使用先进灵活的PLC控制系统，因此1996年Barnes提出了一种基于PC-PLC通讯的混合方式，通过控制网络实现计算机与PLG的通讯，从而实现先进控制。
3、参考文献。
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4、论文提纲。
第一章前言
1. I论文研究的目的和意义
1. 2论文研究的主要内容及工作简述
1. 3国内外文献综述
I. 3. 1先进控制的发展及现状
1 .3 . 2 PLC在工业控制领域的应用
1.3 . 3 PLC基本控制方法
1. 3. 4 PLC模糊控制器
I. 3. 5 PLC预测控制算法
第二章SIMATIC S7-300 PLC及STEP7系统
2.1 SIMATIC 57-300 PLC系统
2.1.1 S7-300 PLC
2.1.2 S7-300 PLC控制系统
2.2 STEP7系统
2.2.1 STEP7功能及结构
2.2.2组态环境及编程语言
2.2.3基本控制算法的实现二
第三章PLC模糊控制器的研究与实现
3.1模糊控制算法与系统
3.1.1模糊控制理论
3.1.2模糊控制系统
3.1.2.1模糊控制器的组成
3.1.2.2模糊控制算法
3.1.2.3模糊控制器的结构
3.2 PLC模糊控制器设计
3.2.1 PLC模糊控制器结构
3.2.2模糊控制器离线部分设计
3.2.2.1模糊控制器离线部分算法设计内容
3.2.2.2基于MATLAB模糊逻辑工具箱的设计
3.2.3 STEP7实现模糊控制器设计
3.2.3.1模糊算法流程图
3.2.3.2模糊算法的功能块
3.2.4 PLC模糊控制器的仿真验证
3.2.4.1仿真系统的建立
3.2.4.2仿真结果验证
第四章PLC预测控制器的研究与实现
4.1广义预测控制算法
4.1.1单值广义预测控制
4.1.2单值广义预测控制律计算
4.2 PLC单值广义预测控制器的设计与实现
4.2.1单值广义预测算法的实现步骤
4.2.2单值广义预测控制器的设计
4.3单值广义预测控制器的仿真验证
4.3.1仿真模型的建立
4.3.2仿真结果分析比较
第五章基于PLC的空调性能检测实验室计算机控制系统
5.1工艺流程与控制方案
5.1.1工艺过程简述
5.1.2控制要求
5.1.3控制方案设计
5.2控制系统结构及配置
5.3监控系统组态设计
5.4 57-300 PLC控制系统设计
5.4.1硬件系统组态
5.4.2 PLC控制程序设计
5、论文的理论依据、研究方法、研究内容。
目前，PLC的应用十分广泛，涉及到过程控制的方方面面。但在控制策略上，它依然沿用传统的PID控制。许多PLC开发商把PID算法做成模块，固化在PLC中。
但从长远角度看，对于一些复杂的控制系统，PID很难满足控制要求，这就需要把先进的控制算法嵌入到PLC的设计中。本课题以此为主要研究内容。
工业过程的复杂性以及对于控制日益提高的要求，各种先进控制算法越来越多地深入到控制领域，但由于PLC的编程目前还限于低级语言(如梯形图)，所以，给在PLC上实现先进控制算法带来了困难。SIEMENS在PLC的编程系统STEP7中提供了比较丰富的功能模块，因此，本课题首先是通过对控制算法的研究与改进和对STEP?功能的开发，使先进控制策略在S7-300 PLC上得以较好的实现。本论文重点研究基于PLC的模糊控制器的实现，这一领域目前研究的比较多，因此在总结前人研究方法的基础上，设计出一个基于PLC的通用的模糊控制器，并使其固化在STEP7软件中。此外，对于PLC预测控制虽已有一些研究，但都仅限于理论方面，尚未给出PLC上实现的实例。本课题也想在此方面有所创新，开发出基于PLC的预测控制实现技术。
本论文第一章简要介绍了课题的来源背景、主要内容、目的意义以及国外相关工作的研究状况等。
第二章介绍了SIMATIC S7-300 PLC的主要特点，系统组成及控制系统的配置与实现，同时介绍了STEP?软件的功能及结构，组态环境，以及一些基本算法的实现方法。
第三章重点阐述了模糊控制的基本理论、模糊控制算法、模糊控制器的结构及设计方法。提出了基于PLC的模糊控制器的实现方法，即采用MATLAB离线设计，PLC在线查询的方式。给出了STEP?实现模糊算法的流程图及部分程序。
最后建立一个过程仿真系统，对PLC模糊控制器进行仿真验证。
第四章介绍了预测控制的基本理论，重点阐述了广义预测控制算法，并结合PLC的特点，提出了基于PLC的单值广义预测控制器的设计方法，给出了STEP7实现单值广义预测算法的步骤与流程图。最后建立一个二阶大滞后的对象模型，构成仿真控制系统，与PID控制进行比较分析，验证PLC预测控制器的有效性。
第五章是作者在研究生期间参加的某空调性能检测实验室基于PLC实现的计算机控制系统，从系统控制方案的设计、系统配置和硬件构成、监控系统的设计等几个方面分别进行了详细的论述。
第六章结论与体会，总结自己在课题研究和项目研究的过程中的一些体会和心得，分析了工作中的不足，提出了以后工作的注意事项，改进方法。
6、研究条件和可能存在的问题。
I.尽快建立样板工程，把己经取得的研究成果应用到工程实际过程中，通过实践检验，发现问题以便不断改进和提高。
2. PLC预测控制器目前只应用了简单的单值广义预测算法，有其自身的局限性，如控制精度不高。目前，应用较为成熟的是MPC算法，因此可以把PLC-MPC控制器作为今后研究的一个重点。
3.对于PLC模糊控制器的改进，主要是在算法上，为了提高控制效果，单纯的模糊算法是不足的，改进型模糊算法如模糊PID可以改善控制器性能，因此可以开发PLC模糊PID控制器。
4.进一步挖掘STEP?软件的功能，开发过程对象仿真模块，给出基于PLC建立仿真系统的方法和步骤，为工业实阮应用缩短调试时间，保证系统的可靠性。
7、预期的结果。
1.通过对先进控制各种算法的分析比较，对先进控制理论有了进一步认识，从中学到了不少解决问题的方法，理解了传统控制方法与先进控制方法的区别。
2.基于PLC实现先进控制与基于PC实现先进控制相比较，最重要的一个优势在于PLC实现先进控制不需要通讯协议，而基于PC实现先进控制，在系统设计和运行之前必须正确的配置PC与PLC之间的通讯协议，因此可以降低系统得开发时间。其次，在系统运行时，在下位机上完成先进控制算法比在上位机完成更具有实时性。在可靠性方面，由于基于PC实现先进控制，现场的数据和信号要经过通讯传给上位机，这难免会出现数据的丢失和信号的误差，从而使系统的控制精度下降，而基于PLC实现先进控制避免了这类现象的发生。
3.西门子57-300 PLC功能强、处理速度快、模块化结构易于扩展，被广泛的应用于自动化控制系统中;其相应开发软件STEP7采用模块化编程方法，提供多种编程语言，丰富的功能模块，能实现较为复杂的功能和算法。因此二者结合 起来，为先进控制的设计与开发提供了很好的软硬件平台。
4. PLC模糊控制器采用MTALAB离线设计和PLC在线查表的方法，把复杂的模糊推理过程交给计算机离线完成，得到模糊控制量查询表供PLC在线调用。此方法将复杂琐碎的模糊控制系统的开发工作变得简单明了，大大缩短了开发周期，同时也提高的PLC控制的实时性，是目前被广泛采用且效果良好的PLC模糊控制器的设计方法。
5. PLC单值广义预测控制器采用简单实用的单值广义预测控制算法，它需要调整参数少、在线计算时间短，可适用于PLC类控制采样周期较短的快速动态过程系统。仿真结果表明：PLC单值广义预测控制器保持了预测控制的性能，控制效果较PID控制有很大改善，同时具有计算量小，响应迅速的优点。
8、论文写作进度安排。
20XX.05-20XX.06 开论文会议
20XX.06-20XX.07 确定论文题目
20XX.07-20XX.02 提交开题报告初稿
20XX.02-20XX.06 提交论文初稿
关键词：过程控制系统；综合性教学；DCS
作者简介：杨光祥（1973-），男，重庆人，重庆工商大学计算机科学与信息工程学院，副教授；曹晓莉（1970-），女，重庆人，重庆工商大学计算机科学与信息工程学院，教授。（重庆400067）
基金项目：本文系重庆市工商大学教改项目（项目编号：11325）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）13-0067-01
一、“过程控制课程”概述
“过程控制”是一门与工业生产过程联系十分密切的课程，是大多数自动化及其相关专业的专业主干课，其专业性和实践性较强，在自动化专业的课程体系中占有重要的地位。随着科学技术的飞速前进，“过程控制”也在日新月异地发展。这门课程的教学，使学生能运用自动控制理论，结合实际工业生产过程和过程工业生产过程的分析、设计、运行与开发研究工作。[1]
工业自动化在整个社会生产中起着非常重要的作用，“过程控制”覆盖范围广，基本设计了国民生产中包括诸如石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织等领域。[2]因而，“过程控制”在国民经济中占有极其重要的地位。随着生产规模的不断扩大，“过程控制系统”经历了基地式气动信号控制系统、电动模拟信号控制系统、计算机集中控制系统和集散控制系统等几个阶段。[3]“过程控制”是控制理论、工艺知识、计算机技术和仪器仪表等知识相结合而构成的一门应用科学。
本课程需要加深学生对过程控制内容的理解，培养学生的实践能力，使学生在过程控制系统的设计和分析过程中将所学的理论知识融会贯通。因此，“过程控制系统课程”的实验非常重要，对提高学生学习兴趣、拓宽其知识面、加深对理论课程的认识等都具有非常重要的意义。
但是，在教学过程中发现，原有实验设备落后，已经严重老化，实验体系存在不合理的情况，而且实验设备所采用的技术是基于8位单片机的孤岛式自动控制仪表，已经远远落后目前的电子信息技术发展，严重制约着本课程实验的顺利进行。因此，笔者对该课程进行了探索性地教学改革，主要针对教学方法、实验环节方面提出改进的教学方法和措施，加强理论研究与实践教学相结合，合理增加先进性控制理论及设计验证实验，着重对传统实验设备替换和补充，开发出新型的实验教学设备，强调对学生创新思维和能力的培养。
二、教学方法改革思路
针对上述问题，结合目前国内外的技术发展趋势，课程组在教学过程中多次组织教师进行探讨和研究，提出了课程改革的措施。
1.理论教学改革
理论教学主要针对提高学生学习兴趣、增加其知识面、增强课后作业练习三个方面进行。其改革结构如图1所示。
在理论课程内容中，PID控制理论部分主要是讲述传递函数、微分方程及其动态特性等理论知识，学生学习起来感到枯燥乏味。因此在多媒体课件中增加了大量的图形及生产过程示意图，并且增加了部分课题组科研工作中的实际项目例子，这样极大地提高了学生的学习兴趣。比如，在讲述串级控制系统的章节就增加了生产纸浆的网前箱温度-温度系统，如图2所示。
PID控制理论部分相对学时比较多，实际的控制仪表应用则偏少，而对控制器的介绍相对比较少。因此在理论课程中增加对实际仪表部分的介绍，增加了智能仪表、网络仪表等，主要讲述其在工业生产过程中的实际应用。这样学生在学习完成后对工业生产所使用的基本仪器仪表也有了初步的认识，对以后工作打了比较好的基础。
学生作业一直是学生被动接受的内容。考虑到实际情况，在讲授过程中，采用大型作业和小型作业相结合的原则，要求学生对某一生产过程系统的压力、温度、流量等参数的PID控制系统进行自行设计。比如采用串级控制系统、均匀控制系统等不同的结构，并且对所使用的执行器和变送器种类进行归纳和总结，并在课堂上选定几个学生进行讲解和讨论。这样学生可选择的范围较大，避免了抄袭或应付式完成作业，又对现场应用的执行器有了一定了解，避免了空洞的讲解，学生收获很大。
2.实践教学改革
本课程设计有8学时的实验学时。由于原有THJ-2实验设备已经严重老化，部分控制系统已经不能够使用，因此本着节约成本的原则，本课题组成员自行进行了实验设备控制系统的改造。在改造之前分析了当前能够跟上技术先进性的过程控制系统及装置。由于DCS控制器是当今工业过程控制的发展方向和主流，[4]国外著名的DCS生产厂商及其产品均已进入中国，如日本横河电器公司的CENTUM-XL、美国HONEY -WELL公司的TDC-3000和瑞士ABB公司的Industrial IT等，用于冶金、石油、化工、电力等行业中。因此本课题小组采用分布式控制系统（DCS）替代原有的独立式单片机控制系统，其自行开发的实验设备与陈旧部分可用的实验仪器结合，重复利用现有资源，避免了教育经费的浪费，其结构如图3所示。其中深色部分是自行开发的设备，而浅色框代表可重复利用的旧设备。
在自行开发的实验设备中，课题组也自行开发出多个实验模块，从技术上进行全面升级，从实验范围上拓宽传统的PID控制，从理论上加强学生对传统PID的认识并拓宽知识面，使其接受与企业实际生产紧密结合的前沿技术产品。经过实验设备改造和实验环节改革，学生接触的实验设备与现场实际相吻合，学生亲自动手校验、调节设备，提高了学生的动手能力，加强了他们的学习兴趣，而且加深了他们对设备原理的理解，把理论认识和感性认识结合起来。
三、改造实验设备及功能
对实验环节的控制系统进行自行改造升级，主要采用分布式控制系统替代原有旧系统，这样可以灵活开发出多种结构的控制模块及其他辅助模块，帮助学生更加充分进行实验环节。开发的DCS扩展功能库主要包括如下部分：RS485通信模块、模糊控制模块、预测控制模块、自适应控制模块、传感器类型库、LCD库、人机接口库、USB库和二次开发库。
学生在实验过程中可以灵活地配置和使用以上模块库，极大地提高了他们的学习兴趣和对计算机、嵌入式系统、控制仪表等原理的理解与实际动手能力。
四、结论
对过程控制系统与装置课程进行理论和实验的综合的教学改革，使得本专业学生在学习本课程上提高了兴趣，变被动为主动，增强了其动手能力，大大拓宽了他们的就业范围，也提高了其在工作中的适应能力，使教学质量和学生的综合素质都得到较好的提升。
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一、企业集团财务控制研究边界及理论支持
（一）企业集团财务控制研究边界 有人类就有组织，有组织就有管理，有管理就有控制。企业集团财务控制是指集团母公司基于出资人所有权，利用各种控制手段和方法，对集团内的各种财务资源及各成员企业的经济活动进行调节、引导、控制和监督，以保证集团总体发展战略与整体价值最大化目标的实现（耿云江，2006）。企业集团财务控制融合了企业集团和财务控制的概念特征，具有控制链条长且多层次化、控制客体综合化、控制手段多元化等特点。该概念可从以下方面来理解：（1）企业集团财务控制主体。企业集团是以产权关系为纽带，由众多企业法人共同组成的联合体。这一资本纽带决定了集团公司通过子公司董事会等控制子公司资本运动，子公司通过孙公司董事会控制孙公司资本运动等等。企业集团财务控制主体链为“母公司（董事会总经理财务经理一般财务人员）子公司（董事会总经理财务经理一般财务人员）孙公司……”。（2）企业集团财务控制的客体。企业的生存和发展取决它能够有效地处理与各种利益相关者之间的关系。财务泛指财务活动和财务关系。企业集团财务控制首先是对集团利益相关组织、人员行为的控制，即对集团内部各子公司经营者、财务人员的控制，以及对集团子公司内外部财务关系的控制。另外，法人财产的保值增值是通过资金的价值流转实现的，因而资金、技术、信息等财务资源是集团财务控制必不可少的另一客体。（3）企业集团财务控制目标。企业集团公司作为终极股东，其目标是集团公司整体价值最大化。在具体落实“集团公司价值最大化”这一整体目标时，借鉴内部控制的观点，将这一目标分为合法合规、资产安全、报告真实、经营目标和战略目标等五个子目标。（4）企业集团财务控制手段。在出资人所有权、企业法人财产权及经营权相互分离的情况下，集团董事会和母公司不直接参与成员企业的经营管理，因而对其实施控制需要借助一系列、多样化控制手段，包括组织控制、人员控制、信息控制、制度控制、预算控制、绩效控制等。在此过程中，完善的公司治理结构，良好的企业文化、基本的企业能力等，都是保证控制系统效率所不可缺少的要素。
（二）理论分析与研究框架 包括：（1）内部控制理论演进与内部控制体系。与财务控制相关的概念有管理控制、治理控制与内部控制。理清它们之间的区别和联系，有助于深刻理解财务控制内涵。关于内部控制与治理控制的相互关系，从现有研究结论来看，可以归纳为四种观点：一是环境观，公司治理作为内部控制的环境因素；二是基础观，公司治理是内部控制的源头和基础；三是嵌合观，公司治理与内部控制两个管理系统在主体、目标和内容上有很多重合点，具有内在结构上的对应性与一致性；四是整体观，公司治理属于企业内部控制的组成部分，治理控制是内部控制的第一个层次，是整个企业内部控制的上层建筑。本文持第四种观点，同时将管理控制纳入内部控制体系内，财务控制则作为管理控制的核心组成部分。这种观点既可以与企业控制权的层次结构相互吻合，同时更符合内部控制理论的内涵和发展趋势。企业的共同治理理论表明：企业是“生产”和“规制”两重属性的统一。Q=Q（L，K）表明从“生产”属性上看企业组织是一个生产性知识集合；PMAX=P（Q）-C（Q）表明从“规制”属性上看企业是以股东利润最大化为目的的契约组织。对企业内部控制权的划分，也必须体现企业的这两个本质。与“生产”的属性相对应的是与企业生产经营活动相关的管理控制权；与“规制”的属性相对应的是与企业治理层面相关的治理控制权；管理控制权与合约收入相关，而治理控制权则与剩余收入相关。从管理活动中可以分离出与财务活动有关的控制权就是财务控制权。内部控制理论的发展是一个逐步演变的过程，大体经历了四个阶段：20世纪40年代前的内部牵制制度阶段，20世纪40年代末至70年代的内部控制制度阶段，20世纪80年代至90年代的内部控制结构阶段，20世纪90年代开始的内部控制整体框架阶段。内部控制理论原先的研究主要是围绕审计人员为了提高审计效率、明确注册会计师审计时评价内部控制的责任而展开的。随着经济环境、企业组织、管理理论、管理思想以及管理要求的不断变化，内部控制理论也与时俱进，不断演化。内部控制发展史上的重大改进有：1958 年AICPA 所属的审计程序委员会颁布了《审计程序公告29 号》，将内部控制按其特点分为会计控制和管理控制两个要素；1988年美国颁布《审计准则说明书第55号》，明确了内部控制结构由控制环境、会计系统、控制程序三要素组成；1992年由COSO委员会提出并于1994年修改的《内部控制———整体框架》中，包括了控制环境、风险评估、控制活动、信息和沟通和监督五个要素；2004年COSO的《企业风险管理——整合框架》报告，对1994年制定的内部控制整体框架进行了扩展，更有力地关注于企业风险管理这一更加宽泛的领域，同时还增加了“战略目标”，内部控制已成为风险管理的主要内容，企业风险管理框架包括内部环境、目标制定、风险识别、风险评估、风险应对、控制活动、信息与沟通和监控要素。这一演变脉络表明内部控制的目标由小到大，控制层次由低到高，控制范围不断扩大，控制内涵不断外延。COSO报告下内部控制框架已经跳出了审计和会计视野，将影响企业经营效率、效果和风险的诸多因素，如组织特征、企业文化、法人治理、员工素质和能力匹配、人力资源政策和实施、管理者诚信和道德观、管理风格与哲学、风险意识等内部环境因素纳入内部控制系统中。内部控制不仅是面向过去实际过程的反馈型控制，也包括面向未来的前馈控制和过程控制，是贯穿于战略控制、管理控制和作业控制中的全面控制。COSO报告下的内部控制理论，完美地揉合了控制论、系统论和权变论等理论的思想。控制论要求对控制对象实施事前、事中、事后的全过程控制，并注重信息传递和反馈的及时性以及信息沟通的质量，强调对过程实施动态控制；系统论认为系统内各要素之间相互关联、相互作用、相互影响，并强调目标导向在对系统设计和运行的引导作用；权变论则认为组织是一个开放的系统，在组织与其环境之间以及各子系统之间应相互匹配，保持一致性。管理控制系统模式演变与控制环境变化紧密相关；不同的控制环境影响着管理控制系统的模式与内容（张先治，2004）。一个能使控制系统和组织内外环境权变变量相互匹配的模式能够导致个体和组织绩效的提高；内部控制模式的选择及其实现程度，将受到内部控制环境各要素的影响。相对于以前的内部控制研究成果而言，COSO报告更加强调“软控制”的作用。注重软硬结合，以软控制为主，前者的影响范围往往大于后者，能作用到后者所不能到达的区域，且制约者硬控制的效率。内部控制体系是一种目标导向的控制体系，始终围绕着提高控制目标的实现程度而设计和运行。内部控制的发展与经济组织不断追求业务的安全性以及效率的提高是密切相关的（矫立新等，2008）。追求效率的内生变量是内部控制演进的根本原因（程新生，2004）。内部控制理论已进入成熟阶段。（2）研究框架。内部控制理论的观点和方法， 为研究组织特征、控制环境及控制方法选择之间的关系， 提供了理论依据和关键支撑。财务控制属于内部控制体系中主要组成部分之一。财务控制理论与内部控制理论同出一辙，两者思想上具有同源性，因而，财务控制体系与内部控制体系也应该有类似之处：财务控制绩效（财务控制目标的实现程度）不仅受财务控制方式影响，还会受到财务控制环境的影响，且财务控制环境的作用范围和作用力度要强于财务控制方式；财务控制环境还会对财务控制方式产生影响，财务控制方式与财务控制环境越匹配，财务控制绩效就越高；财务控制体系同样是一种目标导向的控制体系，追求效率的内生变量应是财务控制体系演进的内在动力。财务控制环境、控制方式、控制目标是集团财务控制的三要素。据此，提出本文的研究框架，如图1所示。
二、企业集团财务控制系统研究
（一）系统整体设计 企业集团的财务控制环境包括外部环境和内部环境。外部环境包括政治、文化、经济、行业和产业政策、法律制度体系、金融市场环境、汇率及利率、技术、竞争对手情况和市场上下游情况等。内部环境则包括企业发展战略、企业组织结构、公司治理结构、竞争实力、市场地位、员工能力、企业文化和企业信誉情况等。在构建企业集团财务控制体系时，首先需要考虑的是集团财务控制模式（即母子公司集分权程度）的选择问题。根据以往研究成果，外部环境的复杂性和不确定性对控制模式产生影响；内部环境中，母公司因素特征、子公司因素特征和母子公司组合因素特征会对控制模式产生影响。其中，母公司因素特征包括母公司组织特征（规模属性、战略型态、多元化程度）、母公司领导者风格；子公司因素特征包括子公司发展阶段、子公司管理者能力、子公司外部环境不确定性；母子公司组合因素特征包括子公司对母公司的重要性程度、母子公司整合程度和母子公司文化差异等因素。各因素对控制模式的影响情况如表1所示。
财务控制效率是构建集团财务控制体系的指导思想。控制方式和内部环境中的企业文化、管理者诚信和道德观、法人治理有效程度、企业能力等变量都会对财务控制绩效产生影响；同时，后者还会对前者产生影响；从控制机制角度来说，前者是“硬控制”、“正式控制”、“直接控制”，后者是“软控制”、“非正式控制”、“间接控制”。结合本文对“财务控制”概念的界定，企业集团财务控制系统也因此相应分成两部分，一部分是运行系统，另一部分是支持系统。运行系统由财务控制主体、控制客体、控制目标和控制方法（手段）组成；其中由控制方法所构成的体系是运行系统的核心部分，控制主体通过控制方法体系对控制客体实施控制，以实现控制目标。支撑系统由内部环境中的相关变量组成，包括企业文化、管理者诚信和道德观、人力资源政策、法人治理、企业能力等变量。支持系统不仅对运行系统产生影响，还和运行系统一起共同决定财务控制绩效。
企业集团财务控制系统如图2所示，最里面的圆圈部分是企业集团财务控制运行系统；运行系统之外是集团财务控制支持系统；变量之间的虚线表示相互影响。运行系统之外是集团内外部环境等因素，这些因素对集团财务控制模式产生影响。从企业外部环境到内部环境再到运行系统之间，产生信息交换，并产生影响。这一系统的特点是：（1）该系统是目标导向的。集团战略决定这集团财务战略、预算目标和财务控制目标；财务战略和财务控制目标影响着组织结构的构建、控制手段的选择和绩效考核的设计。明确企业愿景、使命及价值观；通过持之以恒的企业文化建设凝聚共识，打造企业认同感；通过不断强化的能力建设以使得企业能到可持续发展是这一系统的总体特点。（2）该体系是开放的、动态的。集团战略受内外环境影响；财务控制体系的构建要考虑内外环境因素，并与之相匹配；外部环境与内部系统之间不断地进行信息交换，且对内部系统的运行产生干扰；内外环境不断的演变，使得内部控制体系也需要动态发生调整，以适应内环环境的变化。同样，集团财务控制战略也是多层次的，应该根据企业所处的发展阶段制定相应的财务控制战略这一特点体现了系统论和权变论的思想。（3）该体系是闭环的，从目标、过程到结果，结果得到反馈后，再进行调整、然后到过程、结果……，最后到考核，然后进入下一个循环。周而复始、循环往复，不断调整，自动优化。这一特点体现了控制论和权变论的思想。
（二）运行系统方法体系设计 对企业集团财务控制方式的划分， 理论界并未形成共识。 在西方已有文献中，对管理控制方式的研究较多；而财务控制分类方式则受管理控制分类方式影响较大。 管理控制方式按照不同的角度可以划分为不同的类型。 总体来说， 可以从控制机制、控制内容和母公司集权程度三种角度进行划分。 Ouchi（1979）将管理控制的方式分为官僚式控制（bureaucratic
control）、市场式控制（market control）和团队式控制（clan control）三类，安东尼（1989）将管理控制分为正式控制与非正式控制，Merchant
（1982）根据管理控制的内容，将管理控制方式分为结果控制、活动控制和人事控制三类。Goold等人（1986）根据母公司集权程度和总部价值创造的方式，将管理风格划分为战略规划型、财务控制型和战略控制型三种。上述观点中，Merchant的观点当前较为为流行。Efferin和Hopper（2007）认为，Merchant 的归纳包含了广泛的正式和社会化控制机制，对以前的研究也有较好的兼容性，同时并没有限定为大型组织。Merchant的分类观点对财务控制方式分类产生了重大影响，姚颐、刘志远（2007）在Merchant研究的基础之上，做了相应的改进，认为在过程控制中蕴含了对行为、文化和制度的控制，是三者合力的结果，故将行为控制和文化控制并入到过程控制中，从而将财务控制系统划分为人员控制、过程控制和结果控制。巫升柱（2003）提出企业集团母子公司财控制系统是由财务人员控制、财务制度控制、财务目标控制和财务信息控制等系统构成的有机整体。竺素娥（2002）研究提出在母子公司管理中建立一个完整体系，主要由财务组织控制、财务人员控制、财务制度控制、财务预算控制以及一定的控制环境条件等方面构成。高勇强、田志龙（2002）从人员控制、制度控制、技术控制三方面提出了母子公司财务控制的理念。王丽敏，李凯，谭旭红（2010）将财务控制分为制度控制、行为控制、结果控制和信息控制四个方面。此外，王全喜（1998）亦针对企业集团的财务特征，指出为了实现有效的财务控制，实践中应该采取财务总监制、统一会计制度，健全财务信息系统、健全内部审计制度，完善财务监控体系等措施。汤谷良（2000）提出财务控制体系，包括以社会化和专业化为基本特征的董事会制度、授权书控制、预算管理、财务结算中心、财务总监委派制和业绩评价体系等。王月欣（2004）在已有研究的基础上，总结出了不同的企业集团控制方式，根据纠偏与预期的关系，分为反馈财务控制、现时财务控制和前馈财务控制；按照集中程度，分为集中财务控制与分散财务控制；根据控制的用途不同，分为预防性财务控制和侦察性财务控制。按照控制时间特点，分为事前财务控制和事中财务控制等。姚颐、刘志远等人的分类方式揭示了驱动财务控制系统运作的本质要素，较好地刻画了财务控制系统的内在联系。但其分类方式仍旧有所欠缺，内容也有所重叠交叉，不能系统地完整地描述财务控制要素和各环节间的关系。综合上述观点，结合多年从事企业集团财务控制的实践经验及课题问卷访谈情况，将集团财务控制系统划分目标控制、过程控制和结果控制三个纬度， 如图3所示。
其中，目标控制包括财务战略控制和预算目标控制。过程控制可从控制要素和控制环节两个角度进行刻画，要素控制包括组织控制、人员控制、信息控制、制度控制和资金控制；要素是一切财务活动的基础，不管是目标的实现，还是对各种财务活动及结果的控制，都离不开要素的支持。环节控制包括资产处置控制、投资控制、融资控制、担保控制、税务控制、财务风险控制和审计控制。过程控制涵盖了经营活动和财务活动的方方面面，每一项业务活动都会和财务产生关联；过程控制既涵盖了纵向层面的业务活动（投资、融资和经营），也包括横向层面的财务活动（资金、信息、税务和风险等）。结果控制和目标控制相对应，结果控制包括绩效考核控制和审计考核控制。由该控制方式所组成的控制体系是一个目标导向的闭环系统：企业战略决定了财务战略和预算目标，财务战略决定了财务要素构建方式，预算目标控制引导过程控制，结果控制则为控制系统增加动力机制，使该控制系统能够有序自动运转。预算控制能实现企业战略和绩效考核的结合，整合企业资源，并将这一体系有机衔接在一起，从而对该体系的运行实施整体控制。可以看出，该控制体系是一个交互纵横，相互作用的系统。可对集团财务控制体系进行全面、完整地刻画。这一财务控制方法体系符合集团财务控制的发展趋势。对该控制方法体系中的主要构成内容简要说明如下：（1）目标控制。目标控制包括财务战略控制和预算目标控制。企业集团必须从战略层面对成员公司进行控制，以控制成员公司未来发展的方向。战略是要实现组织发展与环境匹配，以及组织成员个人目标与组织目标协调一致。集团战略决定了集团财务战略和集团年度预算目标。集团战略决定了集团未来投资方向、融资方式、利润分配方案和财务人才需求及培养计划等有关财务战略方面的内容；而集团年度预算目标是集团战略在某年度内的具体计划。集团财务战略控制可采取PDCA方法进行，PDCA是Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）和Action（处理）四个单词的简写。表示的意思分别是计划、行动、检查和处理。任何战略都会经历PDCA四个环节，采用这种方法可以使得战略制定和实施能够得到不断的完善和优化。（2）过程控制。过程控制可从控制要素和控制环节两个角度进行刻画。一是战略决定组织，组织影响行为，行为影响战略。战略和组织的互动关系说明了组织的重要性。组织是企业集团行驶控制权的载体。企业集团财务控制组织层次，要与公司委托关系相对应。在多级利益主体的企业集团公司中，母公司、各成员企业、各级管理人员及员工，都要有十分清晰的责权利关系，这样才能保证集团各项规章制度及政策、措施的贯彻执行。在组织结构设置上，母公司一般在董事会层次成立财务管理委员会，在总部设置财务部门和建立集团财务结算中心或财务公司，子公司则设置财务部，母公司对子公司财务部的控制既可通过子公司董事会来进行，也可由母公司财务部直接进行，这种控制方式是一种混合控制，融合了直接控制和间接控制的优点。二是财务人员是企业集团财务控制活动的主要实施者。对企业集团财务人员的控制是否有效，直接影响到企业集团财务控制的效果。企业集团财务人员控制的方式有很多种，一般采取财务人员委派制和财务总监委派制两种方式。三是财务制度是集团总部规范成员企业财务控制权限、责任划分和利益分配关系的基本方法，是正确处理企业集团各成员企业间各种财务关系的基础。一般来说，财务制度包括财务管理制度和会计核算制度。一个完善的财务制度控制循环包括制度的制定、执行、检查和完善四个环节，同样可采取PDCA方法进行控制。四是集团财务信息实施集中控制是一个趋势，它可大幅度降各委托层面信息不对称程度，有效防止“逆向选择” 和“道德风险”的发生。实现集团财务信息系统集中化管理后，集团财务部门可对所属成员公司的财务信息实时动态查询，既可为经营决策提供及时可靠的财务信息，也有利于监控子公司经理人员的行为。而将财务信息和业务信息集成化处理后，财务信息系统作为企业信息系统的一个子系统，可与其他系统如物流系统、生产系统、销售系统、人力资源系统等实现信息共享，既可以提高工作效率。还可使得使得业务信息能及时、准确地转化为财务信息，还可以经济业务进行实时监控，做到事前、事中、事后的动态控制。五是资产处置控制、投资控制、融资控制、对外担保控制通过母子公司对该事项决策权限的划分来进行。六是财务风险控制可通过构建全面风险管理体系来进行。七是内部审计控制是加强企业集团财务控制效率和完善法人治理结构的主要手段之一。独立性是审计的“灵魂”，是确保审计有效性的根本保证。合理安排内部审计领导模式，增强内部审计独立性是内部审计成效的关键。一般将审计部独立于财务部，归属于审计委员会和总经理双重管理。（3）结果控制。结果控制和目标控制相对应，结果控制包括绩效考核控制和审计控制。绩效考核结果一般和预算目标完成情况挂钩，绩效考核包括经济增加值（EVA）和平衡计分卡（BSC）两种模式。审计控制是指被审计人员薪酬、任免等与内部审计结果相挂钩，以强化审计控制的权威性和严肃性。
（三）支持系统分析 支撑系统对控制系统的运行起着支撑、辅助、补充和辐射作用；现对企业集团财务控制支持系统的几个关键变量进行分析说明。（1）集团企业文化。企业集团文化是企业集团的意识形态，是企业集团的灵魂，是企业集团运行的软件。企业集团文化同一般文化一样，具有很强的惯性。因而长期影响着企业集团的方方面面，也长期影响着企业集团财务控制系统的运行。如果把企业集团的财务控制运行系统看成一个硬件控制系统的话，企业集团文化则是一个软件控制系统，两个控制系统相结合，才能更好地实现企业集团的控制目标。企业集团应重视文化建设，企业集团领导者要高度重视并率先垂范。要培育共同的企业集团价值观念，倡导包容、共享、以人为本、创新发展的企业文化，建立学习型组织。企业集团内部的核心企业要发挥文化标杆作用。（2）管理者诚信和道德观。诺贝尔奖经济学得主诺思说过：“自由市场经济制度本身不能保证效率，一个有效率的自由市场制度，除了需要有效的产权和法律制度相配合外，还需要在诚实、正直、公正、正义等方面有良好道德的人去操作这个市场”。在很多国企集团中，管理者和员工的工作态度和行为并不是制度所规定或者倡导的那种态度和行为，这在很大程度上是由于制度执行不到位所造成的，而制度执行不到位又往往是由于领导者以及各级管理者不能首先做到以身作则、言行一致，做好垂范作用。企业集团首先要牢固树立“诚实守信”的经营理念，并把这一企业精神的核心内容贯穿于企业经营管理的各个环节中去，以诚信打造品牌，形成诚信为本，操守为重，守信光荣、失信可耻的商业伦理道德，不断提高自身的知名度和美誉度，努力实现商业价值与社会价值的和谐统一。其次，要加强企业领导和员工的职业道德建设，自觉坚持依法经营、依法治企，牢固确立经济效益和社会效益“双赢”的思想，坚持全面、协调、可持续的发展观，不断发展企业信用文化。（3）集团法人治理。公司治理与财务控制存在密切的互动关系，良好的公司治理是财务控制有效运行的基础，公司治理目标的实现又离不开财务控制系统的科学设计与有效实施。企业集团应应以建立开放式的决策机制为核心，改善内、外部公司治理环境，建立激励机制和监督机制，构建完善的企业集团内部治理结构，完善集团公司的信息披露和责任追究制度。（4）企业能力。企业的成长需要企业能力的支撑，有什么样的企业能力，就有什么样的企业成长。企业能力不仅决定了企业成长的速度、方式和界限，同时还决定了控制的效率。能力是根本，资源不具有持久性，且有可能被复制，但能力可持久，且不容易被复制，具有相对优势。企业集团要保持可持续发展，必须有相应的企业能力做保证。要提高企业集团控制效率，必须不断的提高和培养企业能力。企业集团完善企业能力的培养机制和制度，建立学习型组织。打造优秀的企业文化，推行文化创新。
[本文系广东省2012年度会计科研立项课题“企业集团财务控制系统及母子公司财务控制实证研究”（20111091）阶段性研究成果]
参考文献：
[1]吴水澎、陈汉文、邵贤弟：《企业内部控制理论的发展与启示》，《会计研究》2000年第5期。
[2]程新生：《公司治理、内部控制、组织结构互动关系研究》，《会计研究》2004年第4期。
[3]姚颐、刘志远、李冠众：《我国企业集团财务控制现状的问卷调查与分析》，《会计研究》2007年第8期。
[4]汤谷良：《财务控制新论兼论现代企业财务控制的再造》，《会计研究》2000年第3期。
[5]高勇强、田志龙：《母公司对子公司的管理和控制模式研究》，《南开管理评论》2002年第4期。
[6]王全喜：《企业集团的财务特性与财务控制》，《南开管理评论》1998年第2期。
[7]王丽敏、李凯、谭旭红：《国有大型总分公司式企业集团财务控制评价及实证分析——基于省级分公司问卷调研的研究》，《财务通讯》（综合·下）2010年第5期。
[8]巫升柱：《企业集团母子公司财务控制系统构建研究》，《当代经济科学》2003年第5期。
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[11]耿云江：《企业集团财务控制研究——基于财务战略视角》，东北财经大学2006年博士学位论文。
[12]王月欣著：《现代企业集团财务控制研究》，经济科学出版社2004年版。
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[14]Merchant，K.A. The Control Function of Management[J].Sloan Management Review，1982，（summer）： 43-55
[15]Goold，M.， Campbell，A.， Alexander，M..Strategy and Styles：The Role of the Center in Diversified Corporations. Basil Blackwell， Oxford， 1986.
关键词：倒立摆；现代控制理论；综合实验
作者简介：张勇（1981-），男，山东临清人，内蒙古科技大学信息工程学院，讲师；贺美琳（1991-），女，河北保定人，内蒙古科技大学信息工程学院硕士研究生。（内蒙古 包头 014010）
基金项目：本文系国家教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”支持项目、内蒙古教育科学规划课题（课题编号：NGJGH08115）的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）22-0177-02
“现代控制理论”是“自动控制原理”的后续课程，也是硕士研究生“线性系统理论”和“最优控制理论”等课程的基础课程，[1]作为内蒙古科技大学自动化本科专业的基础课和重点课程，“现代控制理论”的教学改革多年来一直受到教师和学生的关注。内蒙古科技大学是一所普通本科院校，学生普遍理论基础偏差，而现代控制理论对数学及相关理论的依赖较重，并且课程中抽象的概念偏多，[2]致使大部分学生在学习过程中较吃力。
倒立摆系统是一个绝对不稳定系统，具有高阶次、多变量、不稳定、非线性和强耦合性的特点，它是进行控制理论研究的理想平台，也是学习和研究现代控制理论最为合适的实验装置之一。[3-5]由于倒立摆系统的控制策略和杂技运动员顶杆平衡表演的技巧有异曲同工之处，极富趣味性，它能直观地表现出许多抽象的控制概念，如系统稳定性、可控性、系统收敛速度与抗干扰能力等。[4-6]同时，作为理想的自动控制领域教研与实验设备，它又能让学生在轻松的实验中非常直观、简便的对所学课程加深理解。[4，5]目前，国内外众多高校针对教学、科研及工程实践的需要，基本上都开设了“倒立摆控制系统”课程。[4]
内蒙古科技大学地处西部偏远地区，在综合考虑区域性学科发展、人才培养、教育科研及自动化专业课程体系建设需要的前提下，[7]组建了智能控制实验室，引进了深圳元创兴公司直线二级倒立摆（5套）和平面三级倒立摆系统（1套）。
本文针对实际教学中存在的问题，就一般普通本科院校学生该如何学习现代控制理论，提出了一种面向现代控制理论教学的倒立摆综合实验教学方法。
一、倒立摆实验系统的硬件构成及原理
倒立摆是指摆杆处于倒置不稳定状态，能够人为控制使其处于动态平衡的一种机构，由一个可以再水平轨道上自由移动的小车和倒置摆铰链而成。[5]以摆杆及小车系统为对象，在尽量使倒立摆保持垂直的同时，也要使小车在水平方向上保持某一基准位置，这是一个研究向小车施加水平方向力的控制系统的设计问题。[8]元创兴直线倒立摆实验系统就是完成上述目的的一个典型实验系统，由运动控制板卡、电控箱、机械本体和微型计算机几个部分组成，其原理框图如图1所示。
图1 倒立摆系统原理框图
直线倒立摆系统工作原理：控制器为电机，被控对象为小车及相连接的摆杆（控制器和被控对象构成倒立摆的机械本体，如图1虚线框），电机通过改变电机的速度来影响小车的加速度从而改变摆杆的倾斜角度来调整倒立摆的姿态。运动控制卡（安装于计算机机箱的PCI插槽上）采集旋转编码器数据和电机尾部编码器数据，通过计算就可以得到摆杆的角位移以及小车位移/加速度，然后根据控制算法计算出相应的控制量。控制量由计算机通过运动控制卡下发给伺服驱动器，由驱动器实现对电机控制，电机尾部编码器连接到驱动器形成闭环，从而可以实现闭环控制。
“自动控制理论”是内蒙古科技大学自动化、测控仪器及仪表、电气工程及其自动化等专业的理论基础课，但受各方面的影响，大多数学生对控制的理解还仅仅局限于考试的考点，而对于一个控制系统的实现往往没有具体的概念。通过对倒立摆系统的结构及原理的认识，可以让学生具体的了解一个控制系统的实现。从理论上的控制系统概念到具体的控制实现，改变了以往的教条模式，实现了理论与实践的结合。
二、现代控制理论综合实验教学改革
内蒙古科技大学现代控制理论教学大纲要求课堂教学32学时，实验8学时。为了改善学生对抽象概念及理论知识的认识，为了提高学生解决实际问题的能力，针对内蒙古科技大学大部分学生的基础水平偏差的现状及实验室现有的设备，对现代控制理论的教学做出如下改革：
1.优化教学内容，突出知识点
考虑到学生理论基础偏差，在教学过程中，在保证教学内容的严谨性和系统性前提下，不刻意追求定理证明中数学上的严密性，突出问题的背景和提法，强调贯穿于各章论述中的知识点，理论阐述力求简练和易懂。将所涉及的重要概念、理论和方法以结论的形式穿成各章内容的“知识点”。[1]如“可控性”，重点讲述概念产生的背景及提法、判据方法，而对其判据定理的证明则一带而过。
2.以倒立摆为课程应用背景，教学实验相结合
由于内蒙古科技大学学生考取研究生的比例偏少，而大部分学生的去向是工矿企业，直接参与就业，因此教学中对学生的动手能力及解决实际问题的能力的培养需要加强。结合内蒙古科技大学学生的实际，现代控制理论的教学以倒立摆系统为综合实验平台，课堂教学中以倒立摆为应用背景，将抽象的概念具体化。如围绕倒立摆“可控性”的概念，具体的讲述其相关的控制要求及控制量。实验教学中以被控对象为依托，加深对概念、理论及方法的理解。如在“倒立摆极点配置实验”中，以“摆体不倒，小车在原点”为控制目标的控制问题，理解和掌握控制性能指标与极点位置的理论关系，然后到极点配置算法的具体实施，让学生在实验中印证相关的理论及方法。
三、倒立摆综合实验内容及方法
针对内蒙古科技大学现代控制理论的教学改革，智能控制实验室根据现有的倒立摆实验平台开设了以下实验，从不同的角度训练学生解决实际问题的能力。
1.倒立摆认识实验（运动控制基础实验）
图2 直线一级倒立摆极点配置控制仿真模型
在讲述倒立摆系统结构、研究意义及必要性之余，提出了倒立摆系统的控制问题，让学生自主思考该系统的控制实现，需要测量的参数。围绕着控制信号、被控对象反馈信号的测量和现有的实验设备，自主设计测量方法。实验的目的是获取倒立摆系统的关键参数和熟悉编码器的基本原理。目标是使学生学会分析实际控制系统，掌握控制系统关键参数的获取方法，提高学生的动手能力。
2.倒立摆实验系统的建模
由于倒立摆系统的建模涉及较多的理论推导，如力学分析、数学推理及微分方程求解等，鉴于内蒙古科技大学学生的基础，直接给出了最后的相关的状态空间方程。如直线一级倒立摆的状态空间方程：
但在给出状态空间方程之前，先留给学生的问题是：一级摆、二级摆分别为几输入、几输出系统，相关的控制量和被控量分别是什么？有利于学生加深对状态空间方程的认识，同时也能更多的理解被控对象。
3.状态空间控制器设计与仿真
众所周知，倒立摆是一个不稳定的系统，容易通过对上述状态空间方程分析得到验证（系统开环极点为0， 0， 5.42217， -5.42217）。运用课程中所学的系统可控性分析方法，可知倒立摆系统是一个状态完全可控和输出完全可控的系统。在以往的考试中，极点配置问题的考题一般都是给定期望的极点，与考试不同的是倒立摆系统的期望极点没人给定，因此应引导学生对系统特点进行分析，得出控制性能指标的需求（较短的调整时间和合适的阻尼），进而计算相应的期望极点。根据控制器设计要求，并留有一定的裕量（设调整时间为2秒），选取期望的闭环极点：。进而，通过MATLAB仿真计算可求出反馈增益矩阵：，并得到控制量：U=kx，最后通过Simulink测试仿真效果，如图2所示。针对具体的问题训练学生对极点配置方法的运用，并通过MATLAB做相关的仿真，这样的教学方法有利于学生充分掌握课程中的知识点及相关概念。
4.软件实验平台实现
针对倒立摆的实时控制，实验室提供了Simulink实时控制平台和VC实时控制平台，学生只需将仿真时算出的K值写入相关的实验平台下即可观看实时控制效果，如图3所示。将K值的四个参数写到平台左下角对应的框内，即可观察摆的实时控制效果。在具体的实验中，只是简要的介绍下平台搭建的原理，而具体搭建只在毕业设计时做相关的要求。
图3 直线一级倒立摆VC实时控制平台
上述实验形成了一个有机整体，不仅可以让学生学到和理解现代控制理论的相关知识、概念及原理，同时也展示了一个具体的研究过程，对学生学习科研方法，进行课题研究和解决实际问题大有裨益。
）
四、结语
“现代控制理论”是一门理论性比较强的课程，抽象的概念和理论偏多。通过对倒立摆系统的结构及原理的认识，可以让学生具体的了解现代控制理论中的相关概念、理论及方法，并在具体的研究过程中，学习科研方法，提高解决实际问题的能力。教学实践表明，面向现代控制理论的倒立摆综合实验教学方法得到了多数学生的认可，并促使“现代控制理论”成为校级精品课。
参考文献：
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关键词：PLC，现场总线以太网，组态软件
1 前言
安钢高线水处理系统采用了工业自动化技术与计算机网络技术，利用组态王、PROFIBUS总线和PLC技术完成水处理远程监控控制。论文参考，现场总线以太网。在完善提高基础自动控制同时，将各系统的设备监测信号及生产数据连接起来，对压力波动、温度变化和液位等现场数据进行实时监视和分析处理，实现集过程控制与生产管理于一体的现代化高效管理。论文参考，现场总线以太网。
2 水处理工艺流程
高线水处理系统大体分为净循环水系统、浊循环水系统、软水系统、事故水系统以及给排水系统。水处理系统的工艺流程：冷却水由净循环供水泵组、浊循环供水泵组加压后送至各用水点，经过现场冷却设备后水温升高到约50℃并含有大量污油、铁鳞、污泥等，经过冲氧化铁皮供水泵组将水经冲渣沟至旋流池，在旋流池内沉淀、由平流池供水泵组加压后送至平流沉淀池、经过二次去油、去渣，由过滤器后送至冷却塔、冷却后温度低于35℃。流回浊循环水池，再由净循环、浊循环泵组加压后送用水点循环使用。
3 水处理PLC控制系统硬件设计
根据水处理系统规模，系统主要有上位监控机、SIMENSS7-300可编程控制器、DX220无纸记录仪、prfibus-DP总线通讯设备、ethernet通讯设备等。论文参考，现场总线以太网。论文参考，现场总线以太网。
基础自动控制系统采用SIMENS S7-300 CPU 318-2（6SE7 318-2AJ00-0AB0）可编程序控制器，二个中央槽架之间由UR0的IM360（6SE7360-3AA01-0AA0）与UR1上的IM361（6SE7 361-3CA01-0AA0）模块相连接，现场配有9台ET200M，PLC和工控机之间通过PROFIBUS-DP总线进行通讯。过程量采集使用两台DX220无纸记录仪，与工控机之间通过ethernet通讯。上位机采用DELL GX－240（P4 1.7G/256M/80G）主机，构成一套完整的控制与监控配置方案。
水处理控制系统通过带有PROFIBUS-DP主/从接口的中央处理单元，采用分布式I/O、PROFIBUS-DP现场总线控制，同远程ET200站构成分布式控制系统，结合组态王操作画面，实现远程控制；通过工业以太网与DX220无纸记录仪的通讯，实现组态王过程参数画面监控，进而达到了现场工艺生产要求。
控制系统采用就地手动、上位机点操和集中自动监控系统三种控制方法相组合，现场采用33块6ES7321-1BL00-0AA0输入模板，输入点数998点，输出采用22块6ES7322-1BH00-0AA0输出模板，输出点数503点，有关硬件组态及模块安装位置见附图1，主要用于操作方式的选择、水泵运行、压力、水位、电动蝶阀限位、水泵起停、电动蝶阀开闭，备用泵自投以及指示灯显示和远程画面等。两台DX220无纸记录仪均为16通道模拟量输入回路，主要采集水温、水流量、水压等参数，用于画面的报警与显示。
图1 系统构成示意图
4 水处理控制系统软件设计
水处理控制系统软件按照工艺过程和控制设计，编程软件采用西门子STEP7编程软件，其最大的特点是采用了块结构的方式。对于许多工艺控制条件相同的设备，只编制一个功能块(FBs)，在组织块中通过调用赋予不同数据块的功能块，来控制相对应的同类设备，在程序的调试和修改中，只需修改FB，即可实现对同类所有设备控制的修改。
5 实时监控
上位机软件采用Windows2000操作系统，组态平台为工控组态软件KingView6.0。上位机实现的功能为：数字显示水处理系统中的液位、管道压力、进出水流量实时值与累积值、水温度。论文参考，现场总线以太网。按照水处理自动化的要求，对一些实时参数以及历史数据进行汇总记录，生成各类组态王报表，或者将数据输出到SQL数据库中进行记录。各设备的运行、故障等状态显示，各设备的启动、停止操作，并进行操作记录，以便查询；出现每个设备故障时发出声音报警并记录故障情况（故障时刻、故障类型等），方便进行事故分析。论文参考，现场总线以太网。重要参数、报警、故障都可以报表打印。
6 结语
该系统自投入运行以来，稳定可靠，在线修改和调试方便，给操作人员和维护人员带来很大方便，在高产稳产、降低能耗和安全环保等方面发挥了很大作用，进一步推动了水处理自动控制系统的广泛应用。
参考文献：
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[6]贾庆勇主编，高线机组水处理操作监控系统的开发，河南冶金，2003
论文关键词：智能家电，洗衣机，仿真，AT89S51，PDIP
1引言
随着Internet的日益普及，人们通过Internet不仅可以获得现实世界各种状态的实时变化情况，还可以通过Internet实现远程控制和处理工作，可以从全球的任何一个角落实现对设备的监控，可以使用通用的网络浏览软件访问设备，将消费电子、计算机和通信融为一体，而家用电器的网络化、智能化管理越来越突显需求。
智能家居远程控制系统的核心部分是一个嵌入式Web服务器，系统集有线和无线Web服务器于一体计算机论文，用户可以利用办公室的PC或者手机登录家中的Web服务器，在通过用户名和密码验证后，便可以查看并控制家用电器；系统带有LCD和键盘，具有良好的人机界面；用户还可以通过键盘来设定系统的任务；系统留有丰富的功能扩展接口，通过这些扩展接口将来还可以实现防火防盗和智能抄表等应用。系统结构框图如图1所示。
图1 智能家居系统的总体结构
本文旨在研究智能家电管理系统中基于AT 89S51芯片的洗衣机控制系统的模拟实现。
2 AT89S51芯片概述
AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机， AT89S51具有4k在线系统编程（ISP）Flash闪速存储器,采用全静态工作模式,具有三级程序加密琐,32个可编程I/O口线,2个16位定时/计数器,能够采用全双工串行UART通道,具有灵活的在系统编程功能,可灵活应用于各种控制领域。
AT89S51根据封装方式不同，大致分为3种型状,本系统的设计中AT89S51采用PDIP封装模式,如图1所示。
图2 AT89S51封装模式
3 洗衣机控制系统模拟实现
3.1洗衣机控制系统的总体设计
在本系统中，硬件主芯片采用意法半导体的STR710，是整个系统的核心。它作为一个嵌入式网关，将外部网络与内部洗衣机控制器连接在一起，是整个系统运行的平台论文格式。在远程操纵洗衣机方面，STR710负责从GPRS接收到短消息和网络芯片上接收到的以太网数据中提取出用户指令，然后根据该指令操纵相应的网络家电或者查询其运行情况，最后将执行结果反馈到用户终端。系统的软件设计采用分层设计，包括硬件设备驱动层、操作系统层、应用程序接口层和应用软件层。
3.2洗衣机控制器系统设计
根据需求设计的洗衣机控制器的系统逻辑结构设计图如图3所示：
图3 系统总体框图
3.3洗衣机控制器电路设计
采用AT89S51作为控制核心。其中计算机论文，P1.0和P1.1分别用于控制洗衣机的进水阀和排水阀；P1.2和P1.3用于控制洗涤电机的正反转；P1.4～P1.7、P3. 0、P3.1用于驱动7个LED，分别作为工作程序、浸泡和强弱洗指示灯。P3.2接暂停/ 启动键；P3.3分别用于开盖/不平衡中断输入；P3.4被用作输入线，用于监测水位开关状态，为CPU提供洗衣机的水位信息；P3 .5 接程序选择键；P3.7采用分时复用技术，具有两个功能，一方面接强弱选择/浸泡选择键，在洗衣机未进入工作状态时，按触该键可选择强弱洗或开启关闭浸泡功能，另一方面在进水和脱水时，又作为告警声的输出口。
3.4洗衣机控制器软件设计
系统上电复位后，首先进行初始化，洗衣机进入工作程序后，系统首先根据RAM中27H单元的特征字判断洗衣机的洗衣工作程序，洗衣机进入洗涤子程序wash。洗涤是通过驱动电机的正反转实现的。洗涤结束后，退出wash子程序，调用water_out子程序进入排水进程。排水阀排水时间采用动态时间法确定计算机论文，其原理是：根据常用的空气压力水位开关的特性排水结束后，系统调用y子程序进行脱水操作，维持置位状态，保持排水阀开启，离合器在排水阀的带动下使电机主轴与脱水桶联动，实现衣物脱水。然后判断整个洗衣工作是否结束。其原理是：洗衣机在每次洗涤或漂洗工作环节结束后，将存放洗衣工作程序标志的寄存器减1，在脱水工作环节结束后，系统即对该单元进行检测，当检测到为0时，说明整个洗衣工作结束。软件设计主流程图如图4 。
图4 软件主流程图
4 洗衣机控制器仿真工作原理
首先，在通电时蜂鸣器长鸣一声，VD1 被点亮，这表示系统已经准备好接收指令可以开始准备工作了。单片机一直在读取由嵌入式WEB模块通过IIC通道发送过来的状态，当收到嵌入式WEB模块发送的指令后，将得到的数据作为第一项的设置内容计算机论文，即洗涤强度。蜂鸣器短鸣一声进入等待洗涤时间的设置，这个数据同样来自嵌入式WEB模块发送的指令。蜂鸣器短鸣两声进入等待洗涤方式的设置，过程都是相同的长鸣一声后洗衣机按事先的设置开始洗衣， VD1 快速闪烁表示洗衣状态，洗衣机控制器会完成初洗、浸泡、洗涤的工作，之后长鸣表示洗衣结束。洗涤期间单片机的 P2．1 和 P2．3 两个引脚会不断输出高、低电平来操作两个继电器让电机正、反转，同时还要接收嵌入式WEB模块发送的中断信号，以暂停或结束洗涤论文格式。当洗涤过程结束，蜂鸣器长鸣，系统又回到了开机时等待嵌入式WEB模块发送指令的状态。
其次，控制洗衣机可模拟的具体功能有：1、多种程序选择，用户可根据洗涤衣物的材质选择不同的程序，如浸洗、标准、羊毛和快速等。每种洗涤方式有不同的洗涤模式、时间和顺序。2、过程选择，用户可以选择单独洗涤以保留带有洗涤剂的水进行重复使用，可选择单独脱水，犹如脱水机一样计算机论文，等等。3、预约洗涤，用户可根据需要选择几小时后进行洗涤，时间选择范围为1-24小时。4、剩余时间显示，用户可以直接掌握洗涤时间。5、温度控制，可以显示模拟的水温控制。
5 结论
本文设计的洗衣机仿真控制系统连入嵌入式web服务的支持，就能够通过普通PC或GPRS手机访问Internet实现，通过远程控制命令完成对洗衣机参数的设定，对洗衣机进行操作，大大地简化了操作程序。利用单片机AT89S51作为洗衣机的控制器，能充分发挥AT89S51的数据处理和实时控制功能，使系统工作于最佳状态，提高系统的灵敏度。
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一、经济控制论
经济控制论是控制论的一个重要分支，是用控制论的理论与方法（含系统论与信息论）研究经济管理系统的调节与控制的一般规律的科学。经济控制论的性质与其他种类的系统不同，它把人的直接和自觉存在作为执行决策、指挥、检验和控制功能的基本要素。执行这些功能所依存的机制的主要目的是：在考虑内外部影响的同时寻找最佳途径。
控制论-经济系统代表在一个更复杂的结构内部能互相调节的大量有序单元的集合；它们逻辑地代表一个统一的整体，该整体具有不同于其它组成单元的自身性质和功能，但按同质实体在行动。可将企业视为一个控制论-经济系统，而企业的各个部门就是组成该系统的每个单元。企业金字塔式的组织结构，正是一个个处于从属地位的系统。要保证每个系统能够健康稳健地运行，而且要能够与其他系统相互协调以达到最佳均衡，这就需要控制。内部控制作为该系统的一个子系统，保证企业各种经营活动在有条不紊的、高效率的状态下进行，提供真实可靠的信息供自身及各利益相关者使用，从而减少因信息误导而决策失误的事件发生。利用经济控制论解释内部控制执行的具体情形为：
（一）联系复合体 经济控制论认为，联系存在于控制论-经济系统各部分之间，它代表了主要单元，使复合体具有整体一致的性质。如果系统的联系，即各部分之间的相互作用的复合体一旦消失，那么，它会变成由各单元构成的不定型总体，而不能形成一个统一的系统。
社会生活的各个方面都离不开控制，没有控制，事物的发展就会偏离目标，企业作为一个复杂的经济系统，更离不开控制。内部控制系统是企业这个经济系统中各部分之间的联系复合体，该复合体的运作方式为：董事会作为控制主体，监事会、经理层、各职能部门和企业全体员工作为不同层级的控制主体与受控对象，通过股东、董事会、经理层、职能部门和全体员工之间的信息耦合，使系统朝着企业整体目标运行的各种规范的总和，即体现为公司治理层面的控制――公司战略控制、管理控制和作业控制。
（二）经济控制论的功能模型控制论-经济系统模型一般包括输入、过程和输出三个关键性环节。输入的因素应具备任务性和有序性这两个特征。不论是对于企业这一经济系统的基础性输入，还是针对系统组织第二类行为状态――内部控制系统的控制性输入，在所有输入中，不外乎物质、人力和信息的输入；而任何一项输入都与系统运行目的相关，所有输入都具有明确的任务性，即为实现系统运行的目的。同时作为目的行为的保证，有时就需要多维输入。而这种多维输入既不是同时发生的行为，又不是杂乱无序的行为，因此又应该表现为有序性输入。
对经济系统输入的基础条件或控制条件，是通过功能行为和协调行为体现在系统运行过程中的，控制改变原有的系统组织行为，由系统组织行为决定系统将产出与输入条件及系统功能相应的输出。在内部控制系统中，输入内控规范、指引等信息和人力、资金等物质后，经过企业经济系统中相应的部门和人员的有效执行，定位控制目标、确定内控框架、设计控制程序，进而形成相应的多层递阶控制，再通过系统过程自动调节和自适应控制的功能对内控进行评价，得到有效的内部控制输出。理论能够指导实践，但同时通过实践中的问题可以完善理论。在经济控制论中，把这种不断完善的过程称为反馈。系统得以实现反馈过程的组织条件称为系统的反馈机制。在该系统中，内控规范和指南的制定、管理层的评估报告（即对内控的评价）是一个反馈机制。通过该反馈机制实现企业内部控制系统的优化。具体内部控制系统的运作方式见图1：
因此，内部控制是组织内部实施的一种控制机制，以经济控制论作为内控执行的理论基础是合理的。
二、新制度经济学
在一些研究文献中，内部控制执行被称为“内部控制的实施机制”、“内部控制实施的有效性研究”等。虽然在表述上存在差异且侧重点不同，但内部控制在组织内部是需要强制执行的制度，都可以被理解为内部控制有效执行的制度安排。
（一）制度的内涵及其构成 诺斯在其所著的《制度、制度变迁与经济绩效》中明确指出：“制度是一个社会中的一些游戏规则，或者，更正式地说，制度是人类设计出来调节人类相互关系的一些约束条件”。青木昌彦对制度的定义如下：制度是关于博弈如何进行的共有信念的一个自我维系系统。制度的本质是对均衡博弈路径显著和固定特征的一种浓缩性表征，该表征被相关领域几乎所有参与人所感知，认为是与他们策略决策相关的。这样，制度就以一种自我实施的方式制约着参与人的策略互动，并反过来又被他们在连续变化的环境下的实际决策不断再生产出来。
制度通过提供一系列规则界定人们的选择空间，约束人与人之间的相互关系，从而减少环境中的不确定性，减少交易费用，保护产权，促进生产性活动。对制度的构成或制度结构的剖析，是制度分析的基本理论前提。新制度经济学认为，制度提供的一系列规则由社会认可的非正式规则、国家规定的正式规则和实施机制所构成，这三个部分是制度构成的基本要素。非正式规则是人们在长期交往中无意识形成的，包括伦理规范、道德观念、价值理念和意识形态等因素。正式规则是指人们有意识创造的一系列政策规则。实施机制是一种借助外部力量对不遵守正式规则的人们做出惩罚，使正式规则和非正式规则得以实施的条件和手段的总和。三者相辅相成，不可分割。
（二）内部控制执行的内涵 内部控制制度作为企业内在需求的一种治理机制，对企业有效规避风险、应对挑战具有重要的意义。从监管机构的角度来讲，内部控制制度是政府监管机构有意识制定的，旨在提高企业内控意识、规范企业内控建设的一系列规则。而从企业的角度来看，内部控制制度则是管理当局有意识制定的一系列规章制度，包括组织结构、员工日常规章制度、授权批准制度等。它界定了企业各个执行层的责任，明确了员工行为的奖惩边界。可见，无论是政府监管机构出台的内控法规，还是企业内部自设的规章制度，均对内控的执行者起到了正式约束的作用。同时也说明了有效内部控制制度的建立不仅需要企业内部相关责任者的努力，还应有外部力量的推动。
“制度的生命力在于执行”。企业在抽象理性假设基础之上静态设计内部控制，尚未考虑将管理哲学、企业文化和道德价值观等非正式规则融入内部控制制度之中，而这一过程需要由“执行”来实现。同时由于内部控制的固有局限性，企业要真正达到“扬长避短”的目的，就需要非正式规则的补充。费埃德伯格（2005）也在其提出的具体行动体系理论中指出应考虑正式规则和非正式规则相互作用的影响，将两者融合为混合的“游戏规则”。可见内部控制执行的对象是“混合规则”，而非单一的“正式规则”。
新制度经济学家认为，在正式规则无定义的场合中，意识形态发挥着主导的约束作用。意识形态是能产生极大外部效果的人力资本。人们对现行制度安排合乎义理的意识形态信念能淡化机会主义行为，进而能够减少提供其他制度安排的服务费用。有鉴于此，监管机构在出台的内控法规中将之归为内控要素中的内部环境重点内容，极力强调企业建立相配套的内控文化，注重风险管理哲学与企业文化建设，培养管理当局及企业员工的风险意识。
可见，内部控制制度应是一系列正式规则和非正式规则组成的规则网络，它约束着企业各级管理层及员工的行为，减少专业化和分工发展带来的交易费用的增加，进而创造有效组织运行的条件。然而，该“规则网络”的存在意义需要实施机制加以衡量。如果离开了实施机制，任何制度尤其是正式规则就形同虚设。现行不少企业制定了一系列内控制度，但缺乏相应的执行机制将之落实到具体的工作。同时违约成本的高低可以衡量实施机制是否有效，而这也是我国目前内控建设过程中所缺乏的。
三、执行力理论
执行力是一套系统化的流程，包括对方法和目标的严密讨论、质疑、坚持不懈地跟进以及责任的具体落实。执行力理论出现后，我国学者曾将之用于企业管理的很多方面，包括对人力资源执行力、现场管理执行力、组织执行力、制度执行力等方面进行探讨来寻求提升企业管理的途径。内部控制作为企业管理的内部微观管理制度，是管理过程的一个组成部分。但基于执行力理论视角的内部控制研究十分有限。
（一）执行的三大要素执行的学问建立在一整套要素之上。而在执行的所有要素中，领导者的基本行为、执行力文化的建立和人员的配置是最主要的。
负责执行的领导者为避免成为一名微观管理者，他们必须切身了解自己的企业和员工，参与到战略计划的实施当中，与员工建立更为密切的联系，从而使领导者对企业的业务以及实际从事业务的员工产生更好的直觉性认识。同时根据企业的实际情况，实事求是地确立明确的目标和实现目标的先后顺序。通过下达目标和及时的跟进机制对企业员工的目标执行情况进行跟踪和评估，且适当对执行者进行奖励均有利于目标的实现，从总体上提升企业的价值。从某种意义上说，领导者的行为是整个企业文化的基础。
在现代管理理念中，人们已对企业的“软件部分”，即企业文化不再陌生。从根本上说，一个组织的文化就是其成员所共享的价值观念、信念和行为规范的总和。而执行文化正是企业文化中的一个分支。一个组织如果具备崇尚执行的企业文化，企业就能达到有效管理的目的。
人才是一个组织最重要的财产，也是该组织年复一年取得进步的重要保证。但很少领导者会重视人员的配置问题。在执行的过程中，人员的有效配置是至关重要的，也是有效执行的根本。
（二）内部控制执行的层次 内部控制执行存在三个层次（图2）：第一层次是高层执行，执行者是企业的治理层，主要负责企业战略目标的制定和实施。无论是COSO报告，还是我国财政部等五部委颁布的基本规范，均将内部控制的目标提升到战略层次，认为内部控制实施就是确保企业实施战略从而保证组织目标实现的控制过程。战略的实施是在战略目标的引领下进行的，根据企业组织结构的层级控制，战略目标的制定即为高层执行的开始。第二层次是中层执行，主要执行人员是企业的管理层。SOX404条款明确规定，企业管理层要对内部控制的有效性进行评估并出具评估报告。同时，基本规范也明确了内部控制的责任主体，即企业的董事会。可见，董事会作为企业内部控制实施的决策层，监督管理层进行运营控制和管理控制。第三层次为基层执行，执行主体是企业的基层员工，主要负责企业操作层面的作业控制。
另外，企业在建设内部控制过程中，政府及相关监管机构的适时引导和监管是必不可少的。相关机构根据企业的内控需求制定一系列的内控法规，指引企业正确建立有效的内部控制制度；并对企业的内部控制行为及内控信息披露进行监管，进而促进企业进一步完善内部控制体系。因此，在讨论内部控制执行的层次和内容时（见图2），单纯考虑企业内部的执行层次是不够的，还需要同时考虑外部力量的推动。
内部控制执行是内控法规的经济后果。以执行力理论为基础提出内部控制执行的三大层次能够将相应的任务落实到具体的执行者，进而保证内控的有效实施，所以执行力理论可以作为内部控制执行的理论基础。
本文对内部控制执行的理论基础分别从经济控制论、新制度经济学和执行力理论的视角进行了论述，但相关研究还较为浅显，今后还可从更多学科方面对企业内部控制执行理论基础进行更深层次的探讨。
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关键词：机电一体化；系统；智能控制；应用
中图分类号：TH-39 文献标识码：A
1 对智能控制系统进行分类
所谓智能控制系统主要是一种多项控制技术，智能控制的正常运行需要仰仗于各类智能控制的子系统，进而构建出集成、混合的控制系统，只有这样，众多的智能技术才能够在智能系统中发挥其应有的作用。当下，各个行业所采取的控制系统主要有以下几个类别：（1）学习控制系统，类似于人类大脑的功能，人类的学习能力是智慧的主要表现形式，而学习控制系统主要通过对结构进行认知、辨别以及调整以后，利用对数据的处理及对信号的循环输入以保障其良好的运行效果，该系统还能结合一些基本信息自动地进行控制。（2）分级控制系统，该系统采取分级递进的智能模式，主要利用自组织控制、自适应控制等条件。再改控制系统中主要表现了三个级别，即：协调级别、组织级别以及执行级别，而对于每个级别来说，他们都具备该级别独有的作用。（3）专家控制系统，这种智能系统主要是将技能、知识、经验等因素进行有机的融合，并将这些因素整合到计算机系统当中，系统会根据相应的程序指令进行相应的操作。在该系统中，包括了众多的理论内容，这些理论内容都为智能系统在对实际问题进行处理时提供了一定的帮助，让处理后得出的结果具备较高的性能。（4）神经网络系统。当前，人工神经网络控制系统仍旧是运用最多的系统，该种智能系统的网络结构主要借鉴了人工神经元、人工细胞的相关技术，智能控制和模仿真人是该系统的主要功能。
2 将智能控制运用到有关机床
机电一体化是当今工业中的一项重要技术，智能化则是当今科技的主要发展趋势，在机电一体化当中发挥着巨大的作用，智能控制的主要表现形式之一就是数控机床与机器人的智能化。
对于数控机床来说，衡量机电一体化技术的重要指标便是精度。在陈旧的数控机床设备中，由于没有对智能技术进行过多的融合，进而导致产品加工不理想以及机床的精度不达标，智能数控系统中运用了许多RISC芯片以及多CPU控制系统，这些芯片以及系统将大幅度提高机床的精度。
在数控系统最初设计的过程中，大多数运用到的设计方法是模块化设计，其具有较为良好的裁剪性能，而且功能所设计的方面非常之广，针对各类不同的机电一体化生产基本上都能够达到要求，而在群孔系统的效果控制中，对于相同或者类似的群孔系统可以对各种操作流程进行参照，进而保证系统调整符合相关要求。
系统的操作程序是正常运行的重要指令，根据所需要加工产品的精度和尺寸对操作程序进行编程，才能够让产品加工以后达到预期的智能效果，从前，产品加工都是在普通车场进行，操作流程则需要依靠人工进行控制，所以要求操作工人具有较高的技术水平，而在当今的数控车床中，我们只需要依据相关的程序，对机器进行调试之后就可以进行加工工作，这恰恰是智能化的重要表现。
3 在设备装置中的智能元件
将智能控制运用到机电一体化系统中，不仅可以促进系统控制形式的调整以及转变，更加可以保障系统实现自动控制，机电一体化的典型设备就是数控机床，数控机床在元件的控制上更加能够反映出其发挥的具体作用。
数控机床中最基本的装置就是平面显示器，它的主要作用是显示相关的程序指令，进而让机床的操作人员对机床的运行状态更加深入的了解，在机床改造技术更新换代的同时，智能元件的种类也在不断翻新变化，近些年来出现的FPD平板显示技术具有能耗低、重量轻、显示大等诸多优势，完全可以应对最基本的智能操作。
而硬件模块则是保障数控机床达到指标的主要装置，生产商采用相关的智能技术，加之融合相关的智能元件创造出了良好的模块结构，譬如存储器、CPU、PLC、位置私服等，在具体的操作过程中进行了对模块形式的删减，建立了不同性能的模块。
在数控机床进行加工时，利用动态监控系统，完全可以将各种不同的现代化技术进行融合，这其中包括网络技术、计算机技术、多媒体技术、模拟技术等。有的时候甚至可以将一些经常用的控制装置改造成具有严密制造过程的控制体系，进而推进智能化进程。而网络技术是当今智能控制中应用最广的一项技术，它可以通过机床联网的形式利用计算机进行编制、输入、调节程序、执行命令等工作，进而实现无人操作的智能化控制。而网络装置主要包括的是数据线以及计算机，只要具备这两样装置，就可以完全将数据准确地显示在机床面板上。
4 智能控制的主要特点
智能控制是多领域的交叉学科，从最初的“二元论”到后来的“三元论”发展至今，已经成为“四元论”，智能控制已经得到了长足的发展，我们有理由认为，智能控制理论的根基是自动控制理论、信息论、运筹学以及人工智能的交叉。其具有相对完善的理论基础。
相比于传统理论，我们可以认为智能控制对对于传统理论的延伸和发展，也可以说传统理论是智能控制所包括的一部分，是智能控制的最初形式。智能控制具有分级、开放、分布的结构特点，具备很强的信息处理能力。智能控制追求的是对系统的全面优化。而智能控制的主要任务和所针对的对象具有不确定性，传统的控制方法在通常情况下仅仅适用于单一任务和精确的数学模型。而只能控制系统的重点在于对数学模型符号、环境以及描述的识别，在数据库的设计上，它与传统控制常用到的运动学方程、函数等数学描述方法有着本质上的差别。只能控制具有混合控制的基本特点，该系统能以数学广义模型来表述混合的控制过程，采用定性决策以及定量控制结合的控制方式。
智能控制系统对于传统控制理论并不加以排斥，智能控制当中往往包含常规控制，而智能控制同样经常利用常规控制的基本方法来对低端的控制问题加以解决，并对常规的控制方法力图扩充，而且智能控制系统具备非常强的学习功能、组织功能以及适应功能，能够克服环境所具有的不确定性以及复杂性，最终实现有效控制。
结语
现如今，智能控制已经成为机电一体化系统中被应用最多的控制方法，智能控制以其独有的高水平、高效率、高性能的控制优势对传统的控制方法造成了猛烈的冲击，并大有取代之势，文章中提到的数控机床仅仅是机电一体化技术中的一个典型代表，在现代工业生产生活中，智能控制在机电一体化系统当中的运用还有诸多方面，人们发现，智能控制的控制效能具有非常明显的优势，其优越性也越来越多地得到了人们的认可。
参考文献
