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計算機測控技術方向范文1
[關鍵詞]測控技術;組成;特點;電子技術領域;應用
中圖分類號:TM 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)34-0226-01
無論是在人們的生活中還是在工作中,都離不開測技術的身影,這是一種新形式的電子技術,在近幾年中發展較為迅速。測控技術的發展之所以如此迅速,主要原因是在測控技術中包含了眾多的其他相關技術,將這些技術進行有機的融合,就形成了如此強大的綜合性技術,可以說測控技術的發展帶動了我國工業生產以及電子信息等各個方面的進步,如果長期堅持下去,相信在今后的時間里這一技術將會得到更廣泛的利用。下面我們就測控技術的組成與特點進行具體的分析,進而探討其在技術領域中的應用,希望測控技術能夠得到更好的發展。
1、測控技術的組成
隨著科學技術的發展,現代信息技術中所包含的最為突出的技術類型就是測控技術。這一技術的應用已經成為一種主流的趨勢,在各行各業中均有所體現。測控技術中包含了眾多的領域技術,如信息處理、計算機網絡、自動控制等,除此之外,還有測試測量以及儀器儀表等都是測控技術中最為常見的領域技術。在測控技術中,主要由五部分組成,這五部分相互聯系,相互依托,并且缺一不可,共同構成了測控技術這一技術系統。它們分別是控制器、測控應用軟件、程控設備、總線與接口、被測對象。這五部分都是測控技術中的重要組成部分,不同的部分具有不同的作用。例如,控制器主要的作用是指揮與協調,相當于我們的大腦,如果沒有大腦發出指令,就無法做出相應的動作,控制器就是起著這一作用的重要部分。常見的控制器為計算機。再如程控設備的主要作用是顯示以及存儲,沒有程控設備將信息數據存儲好,就不能在第一時間將信息輸送給控制器,發送相應的指令。常見的程控設備包含顯示器以及存儲器等。在今后的發展過程中,測控技術必將會成為信息技術的核心環節,并且為社會的發展提供源源不斷的技術支援,人們應該認識到這一發展趨勢,并且積極開拓與創新測控技術,實現自動化的發展目標。
2、測控技術的特點
測控技術具有以下幾個特點,其一是網絡化;其二是智能化;其三是數字化;其四是分布式化。這四個特點能夠充分的說明測控技術的發展是朝著更加多樣化以及信息技術的普及方向發展的。
2.1網絡化的特點是時展的要求,當前的生產生活中都離不開網絡的發展,而測控技術就是將網絡化的特點得到進一步的放大,同時能夠使人們能夠更加便捷的應用到測控技術,因為在測控技術中,包含了計算機網絡技術以及傳感器技術等,更進一步推動了網絡化的發展,在這種情況下,我們應該更進一步的完善測控技術在現代領域中的應用,將其廣泛發展成為重要的技術之一。
2.2智能化的特點主要體現在儀器在運用的過程中更加精準化,例如在進行數據計算的過程中,通過智能化儀器的運用,可以有效的降低計算的時間,同時還能使計算結果更加精準,這是現代技術的一大革新,有效的提高了測控技術的發展水平。
2.3數字化的特點是時展的必然要求。因為無論是在各行各業,都需要進行數字化的控制與管理,可以進行通訊的數字化,多媒體的數字化等,無論在何時何地,只要通過數字化的通訊手段,人們都可以達到交流與溝通的目的,同樣在信息傳輸也不例外。
2.4分布式化的特點是以網絡技術為基礎而發展起來的,這一特點使得測控技術變得更加安全與穩定,通過對不同地區進行測控,找出最為合適的地點而進行儀器的布設,這就是分布式化所體現出來的優越性。除此之外,分布式化還能有效的提高各個領域的生產效率,降低成本,促進社會的進一步發展。
3、測控技術在電子技術領域的應用
3.1傳感器技術
新興傳感器技術是當前測控技術的重要應用分支之一,依據測控技術,新開發了包括智能傳感器、數字化傳感器、集成傳感器等新興傳感器。其中新型網絡傳感器的應用最為重要,被廣泛應用于國防、軍事、工農業、城市管理、搶險救災等行業,在促進社會穩定、和諧發展中發揮著重大貢獻;而最為常見的是數字化傳感器,常用于環境測量、圖像傳感器及醫院、銀行部門的監控等;智能傳感器用于火車狀態監控及心內壓監控等:集成化傳感器常被用在溫度、壓力等的測量上。
3.2遠程測控技術
遠程測控技術是測控技術的另一項重要應用,網絡與遠程測控技術的結合使社會公眾生活更為便利,在社會發展中發揮著極為重要的作用,也是工業領域趨向大力發展的測控方向。其中無線通信遠程測控技術被廣泛應用于水、電、煤氣等自動抄表領域的遠程測控;專線遠程測控術有利于大型工程監測工作的開展,核電站監測及石油輸送的遠程監控等均充分利用了專線遠程測控技術。
3.3現代測控總線技術
總線技術可將各部件連接至處理器上,該元件的應用使得系統的可靠性、兼容性和開放性有效增加,系統結構得到進一步簡化,各個元部件更換便捷,系統成本降低?;跍y控總線技術的不斷發展,應用在USB上使其能在低速設備上正常運行,GPIB總線技術則促使測控技術迅速向大規模測控方向發展,尤其在電子技術領域方向得到了較好的發展,電子自動化沿總線結構方向迅速邁進,使得企業自動化管理程度不斷提高,以及網絡相關行業都有了很大發展,企業成本得到有效節約。
3.4虛擬儀器技術
虛擬儀器技術結合計算機技術與測控技術,具有功能強大、技術性含量高等優勢,這類現代工業新產物是測試領域一項重大突破性技術,表現出靈活且交互性強的優點,實現了測控技術的系統化和網絡化。虛擬儀器技術廣泛應用于實際生產生活中,可對液力變矩器在不同壓力及轉速下性能參數的測量:還可利用視覺軟件開發出農業自動秧苗分析系統,對種子發芽期及秧苗數量進行預測,并加強秧苗質量監視;應用于蠶種催青過程中無損質量的檢測,開展農機現代化教育及管理等農業、電子技術領域。
4、結語
隨著社會的進步和科技的發展,融合了計算機技術、通信技術、光電技術、數據處理等先進技術的現代測控技術也呈現出較大的發展和突破,促進了產業的不斷升級,彰顯出潛在實用價值和重要科研價值。
參考文獻
[1] 劉志剛.現代測控技術的發展及其應用探析[J]. 機電信息. 2012(12)
計算機測控技術方向范文2
關鍵詞:FPGA;PCI;構件;計算機測控系統;通用性;可維護性
中圖分類號:TP302.1 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 11-0000-01
Measurement and Control System Design Based on Component
Song Changquan
(School of Computer Science&Technology,Soochow University,Suzhou215006,China)
Abstract:Computer control system using(FPGA,Field Programmable Gate Array)and the PCI card.In the analysis of the FPGA and PCI interface card is proposed,based on the characteristics of the measure and control component in a general ideas,measurement and control system for example has been designed versatility and high maintenance computer measurement and control system.
Keywords:The FPGA;PCI;Structures;Computer measurement and control system;General;Maintainability
FPGA[1]器件及PCI卡都是目前數據采集[2]控制領域主要流行的技術之一,FPGA器件廣泛應用于通信、自動控制、信息處理等諸多領域,PCI卡是用于數據采集應用的理想采集卡產品。本文針對FPGA及PCI卡的技術特點,將其按控件組合應用在計算機測控系統中。
一、計算機測控系統硬件體系結構
根據計算機測控系統[3]的要求,在硬件設計時考慮將該系統分成工業控制計算機系統、信號調理系統、控制機箱三部分進行設計。使用計算機調試系統軟件進行各輸入輸出信號的控制和測試。
圖1.計算機測控系統硬件體系結構原理框圖
(一)工業控制計算機系統
工業控制計算機系統由主流計算機系統構成,可根據實際需求選擇配置,在工業控制計算機中可迅速插入多個I/O卡和FPGA卡,從而提高了系統的可擴展性,并減少了維護周期。本文選用的系統硬件配置為凌華科技的計算機平臺。
(二)信號調理系統
測控系統中信號調理板采用PCI接口形式,主要用于對輸出故障模擬及復位信號,輸入故障狀態信號進行調理數字I/O板卡選用AD-LINK的PCI-7296,32位PCI總線,即插即用96路TTL兼容數字量I/O通道,端口可編程設定為輸入或輸出,數字量輸入可用外部鎖存,輸出端口狀態回讀,板上帶有8254定時器/計數器芯片,16位外部信號事件計數器,32位定時器用來產生定時器中斷,狀態變換中斷,中斷源可編程的雙中斷系統。
(三)控制機箱
控制機箱內部為物理電路連接,其實現的功能即為控制機箱面板所需要觀測的數據指示燈和顯示屏及開關控制等搭建電路連接??刂茩C箱外表面即為物理主控面板,通過對其安裝的控制開關,控制流量或通斷量;通過機箱上的電流電壓表即時顯示電路中控制部分的電流值和電壓值,通過LED指示燈亮滅或紅綠顏色變化區分顯示信號的變化。
二、計算機測控系統軟件體系設計
計算機調試臺測試軟件選用Visual Basic開發[4],它可以進行測控系統各級故障信號的模擬控制,并能顯示出操作過程,各信號的狀態,檢測結果和檢測時間,檢測可以通過自動或手動完成,可將檢測結果保存至計算機中。FPGA部分由VHDL[5]實現FPGA軟件部分編制控制,I/O卡及其他由VB統一編程實現。
三、測控構件通用性
通過將FPGA卡及PCI卡組合構成測控構件,使得測控構件能迅速的接入到工業控制計算機中,完成信號調理和數字量控制。其特點是可針對于不同測試功能需求,將測控構件移植,在新系統中只需完成FPGA的可編程部分,配合其他板卡使用即可快速完成新的計算機測控系統設計。
四、結束語
采用FPGA器件可以將原來的電路板級產品集成為芯片級產品,從而降低了功耗,提高了可靠性,同時還可以很方便地對設計進行在線修改。PCI其自身具有快速、正確、有效、可靠性好、操作方便及連續高吞吐率(即使是大量數據)地傳輸等特點;將兩者有效組合構成一個獨立的測控構件,讓計算機測控系統平臺的搭建變的更加快捷方便,使其具有更高的通用性和可維護性。
參考文獻:
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計算機測控技術方向范文3
關鍵詞:無線網絡化;測控技術;測控儀器
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.097
1 引言
隨著我國現代科學技術的提高,我國計算機技術有了極大地進步,相應的與計算機有著密切聯系的測控技術也得到了同步發展,測控儀器的完善和改進為無線網絡化測控提供了有力的基礎保障。測控儀器是測控網絡化的核心,其承擔著一些最基礎但最重要的工作,測控儀器是測控技術的以完美實現的保障,同時網絡化測控技術的優化升級也依賴網絡測控儀器的發展。因此對無線網絡化測控儀器的發展,不僅僅黑絲單獨的體現出測控儀器硬件的完善和改進,而且對無線網絡化測控技術的進步也有反饋的作用,只有這樣測控技術和測控儀器兩者互相發展,互相促進才能實現整個測控行業的大進步,提高我國測控技術在我國際中的地位,增強我國的綜合實力,最終會惠及全國人民,為提高全國人民水平做出巨大的貢獻,因此網絡化測控儀器和測控技術的研究與實現是一項具有重大意義的工程。
2 無線測控技術與測控儀器的相互作用
無線測控技術的不斷發展,促進了對測控儀器的研究,無線網絡測控儀器具有復雜性,多元性,它能夠將不同的技術和不同的硬件進行有效的融合,進而為自己使用,例如:無線測控儀器將計算機、自動化控制的PLC、通信技術、測量技術,進行有效的結合,并且充分發揮各技術的優勢,實現資源整合并且得到充分利用的局面,并且能夠通過實現多系統的儀器,不僅僅為某一人或某一個特定領域服務,而是實現一臺儀器為多人或者多領域的應用,這樣節約了資源,提高了工作效率。另外無線測控技術不受地理位置的限制,使用者可以通過網絡來遠程控制測控儀器,這樣就免除了一些測試人員遠途奔波的去對一些需要調試的測控儀器去調試。無線測控技術的發展對測控儀器的發展起到了促進的作用,同時測控儀器硬件設施的不斷更新和完善,也促進和拉動了無線測控技術的發展,拉動無線測控技術的更新和提高。隨著科學技術的不斷發展,計算機的廣泛應用,人們對生活品質要求的不斷提高,無線測控技術對測控儀器的促進的優勢會越來越明顯,同時測控儀器對測控技術的拉動優勢也會越來越明顯。
3 測控儀器的發展歷程
自1970年以來,計算機的應用的已普遍,微電子技術和數電、模電的迅速發展,在這種形式下,測控技術和測控儀器應用而生,并取得了巨大的發展,相繼產生了智能儀器、虛擬儀器和網絡儀器等,這些儀器與計算機的結合越來越緊密,以至于現在很難完全界定計算機與現代測控儀器的概念,并且隨著計算機不斷地滲入到我們生活中的每個方面,現代測控技術也逐步進入了我們的家居生活中,并且到了人們離不開的地步,對此產生了一定的依賴性。1.智能儀器。1980年后,隨著微處理器技術的完善,并且被首次運用到測控儀器中,儀器前端的控制面板開始朝向實體的鍵盤化方向發展,與傳統儀器模式不同的個人儀器被首次應用,并且廣受好評得到了快速的發展和廣泛的推廣。自20世紀90年代來,儀器儀表智能化出現了很大的改觀,微電子技術影響了儀器儀表的設計,到DSP一些完善的芯片出現,這些新科技和新技術使得測控儀器儀表對于數字的處理能力大大的增強了,功能也變得更為強大,儀器儀表的處理數據和圖像的能極大地提高了。智能化儀器比傳統的測控儀器具有操縱性好、能有效地進行人機對話、可編程的優點。但由于這種智能化儀器也有一些自身的缺點,如價格昂貴、實時性差,因此智能化測控儀器還存在很大的發展空間。2.虛擬儀器。20實際90年代初期,市面上出現了一種新型的測控儀器,也就是虛擬儀器,是繼PCI之后出現的一種新型測控儀器。虛擬儀器是指以計算機為核心,有使用者定義并且具有虛擬前端面板和測試功能的一種計算機儀器系統。虛擬儀器與傳統的儀器相比有較多的優點,其并不強調物理上的一些實現形式,用戶可以根據自己的設計思維來定義儀器的相關功能,以實現軟件硬件的共享,這樣測控儀器軟硬件的局限性較小。但與傳統的測控儀器相比虛擬儀器在實時性方面存在著一些欠缺,實時性比較差,也就不可避免的產生一些量化方面的誤差。3.網絡儀器。網絡儀器的測控設備,測控對象都可以通過測試現場的一些普通儀器設備,并且將這些普通設備取得的一些相關的資料數據經過有效整合,并通過計算機網絡傳輸給異地的一些精確度比較高的儀器來進行處理分析,并且實現許多測量信息的有效共享,并且實時掌握一些關鍵信息的變化趨勢。網絡技術的發展和計算機硬件和軟件的大幅度提升,使得網絡儀器得到了迅速的發展,無線網絡化測控系統具有使用方便、操縱性強、組網容易、維護時不僅費用低而且還比較方便,不受時間和空間的束縛限制,并且在對它的安裝時比較簡單容易,對其的擴展性也比較好,因此人們對無線網絡測控儀器頗受歡迎,并且成為人們研究網絡化測控技術和測控儀器的熱點。
4 嵌入式無線網絡化測控儀器的研究現狀和意義
最近這科技迅速發展的10年來,互聯網+以及大數據的廣泛應用以及其他高科技技術的融合,智能化的測控儀器得到了迅速的發展,網絡化的測控技術已經成為了測控技術的關鍵,以互聯網為代表的計算機網絡的發展迅速,并且推動了無線測控儀器的相對完善和改進,并且突破了傳統的通信傳輸方式在時間和空間上的限制,使長距離、大范圍的通信成為了現實。到目前為之,無線網絡化測控儀器依托和依賴的技術主要有:RFID、藍牙、WIFI,每個通信技術都有各自的優點和缺點,只有分析復雜的現實情形,才能合理的運用在這些技術更好的為無線網絡化測控儀器來服務。
目前,美國及一些發達的歐美國家在無線網絡測控技術和測控儀器上面投入的經歷和成本比較大,因此也取得了相應的發展??傆^國內對無錫縣網絡化測控儀器的研究現狀,雖然也取得了一些可喜可賀的傲人成績,但總體還不算太成熟,與美國以及歐美一些發達的國家尚存在一些差距。國內目前網絡化測控儀器的研究仍停留或許長時間處在LXI-C的水平上,由于缺乏相應的理論基礎和高技術作為支撐,目前國內的無線網絡化測控儀器的發展仍需要努力,并仍有較大的提升空間。
(下轉第55頁)
(上接第118頁)
5 總結
在實際的工作需求中,一個測控儀器的可靠性和穩定性對整個測控系統都起著至關重要的作用。測控儀器的穩定性不僅與自身硬件有關,而且還與無線網絡化測控技術的發展水平和發展穩定性有關,通過二者的有效促進結合,不僅能提高無線測控系統的穩定性和實用性,還能降低整個測控系統的成本,以達到合理利用資源,減少浪費的目的,并且最終達到提高經濟效益惠及人們的日常生活水平的目的。
參考文獻:
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計算機測控技術方向范文4
【關鍵字】遠程測控;分類;應用
遠程測控技術伴隨便著計算機的發展速度迅猛,同樣,遠程測控技術將隨著我國相關技術的發展而逐步完善和成熟,遠程測控系統的強大功能將會廣泛地使用在社會的各個領域,必將引領計算機發展的新方法。筆者作為一個專業的學生通過對遠程測控系統發展過程的廣泛了解,根據系統中信號遠程傳輸方式的差異,分類列舉出以下幾種比較典型的遠程測控系統,并對每種系統的優缺點以及適用的場合進行了對比和分析。
1 獨立專線的遠程測控系統
獨立的專線遠程測控系統是采用一般采用自行架設獨立專線來作為數據傳輸的橋梁。因為具有路線系統的獨立性,所以專線的遠程測控系統對于其他測控系統測控距離較短、但通信數據量大。系統包括一個主機和多方串行口及MODEN,主機通過串行口及MODEN與各地的多個子站相連。子站雙方的調制器進行 “握手協商”,以確定波特率、協議等參數,進入數據傳輸。獨立專線的遠程測控系統通信頻繁但實時性、可靠性和保密性都很高.
遠方MODEN將收到的信號解調為數字信號,通過串行口送給主站(或子站)的PC機,從而實現集中管理。這種網絡技術的關鍵是如何建立主站和各個子站之間的通信協議,以保證整個系統的實時性和避免沖突的產生,可以采用“快速巡查”或“定點查詢”的方法來解決這一問題[1]。這種遠程測控系統在水利、電力、交通、工業等領域的應用十分廣泛,比如說鐵路沿線行車信號燈的監控,水電站發電機組的監控,都可以采用這種測控網絡來實現。
2 光纖通道的遠程測控系統
利用光纜傳輸測量與控制數據,可以充分發揮光纜傳輸的穩定性好、抗干擾能力強、傳輸容量大等優點。在這種系統中,光纖收發器的主要作用是進行電/光、光/電轉換,并可以直接接收串行口的控制信號,有些光纖收發器還兼具有以太網接入功能??紤]到系統的高穩定性和高可靠性,在設計過程中必須慎重選擇串行接VI和光纖收發器[2]。這種測控系統的投資較高,但由于其抗干擾和抗雷擊能力強,并且通信質量優越,因此在廣播電視站以及通信站的發射機的遠距離不問斷監控中得到廣泛應用。
3 電話網的遠程測控系統
在通信不是很頻繁、通信數據量較小、實時性和保密性要求不高的場合,可以租用公用電話網,采用撥號方式建立臨時連接的方式來實現遠程測控。采用這種測控系統可以降低系統的硬件成本、縮短建網周期,實現高速高效的目的。
該系統中的每個子站只需要定時采集被控對象的狀態數據,并保存在自己的數據庫中;主站則只能在屏幕上面按狀態數據庫所保存的最新數據顯示各測控對象的狀態。當需要檢測遠方測控對象的狀態或對其執行操作時,主站從自己的數據庫中找到對應子站的電話號碼,通過撥號方式向子站發出“握手信號”,相應的子站接收到“握手信號”后執行摘機命令,從而建立起主站和子站之間的通信渠道。由于這種測控系統的實時性和保密性都比較差,因此只用在一些了解遠方測控對象的運行狀態和提前預防事故的場合。
4 基于Internet/Intranet的遠程測控系統
測控系統以計算機為中心、以網絡為核心的特征日益明顯。使用Internet/Intranet的遠程測控系統,人們從任何地點,在任何時刻獲取到測量信息(或數據)的愿望成為現實。系統的組成見圖1。
圖1 基于Internet/Intranet的遠程測控系統
實現該系統必須解決許多關鍵性問題,比如數據傳輸的可靠性、準確性和實時性;另外網絡數據庫的連接和更新不僅應是動態的、實時的,而且要有高的編程效率和很好的兼容性;TCP/IP協議和現場總線協議的兼容性,真正達到數據暢通無阻;同時網絡的安全性也是一個不容忽視的環節?;贗nternet/Intranet的網絡化測控系統適用于異地或者遠程控制和數據采集、故障監測、報警等等,其應用范圍十分廣泛[3]。
5 基于無線通信的遠程測控系統
對于工作點多、通信距離遠、環境惡劣且實時性和可靠性要求比較高的場合,可以利用無線電波來實現主控站與各個子站之間的數據通信,采用這種遠程測控方式有利于解決復雜連線,無需鋪設電纜或光纜,降低了環境成本。系統的組成見圖2。
這種遠程測控系統的關鍵是要使射頻模塊的接收靈敏度和發射功率足夠高,以擴大站點間的距離,同時還需要考慮無線電波波段的選擇;無線通信調制解調器已經有許多比較成熟的產品,可以根據實際需要來選擇[4]。無線通信的遠程測控技術的應用領域十分廣泛,比如說智能小區的保安系統、油井遠程監測系統等均可以采用這種技術來實現,還有航空航天上使用的無線電跟蹤測軌、遙測、遙控系統,是這種技術的典型應用。
6 結束語
測控系統的多樣化,都各有千秋,隨著今后測控距離的不斷擴大以及測控系統復雜度的不斷增加,單一的數據傳輸方式往往不足以達到要求;在一個遠程測試系統中采取多種數據傳輸方式相互配合使用,可以降低系統的實現難度,有利于整個系統的模塊化處理。
同樣,遠程測控技術發展迅速,將引導測控領域主要發展方向。各種新技術、新器件、新模型的出現和計算機網絡的飛速發展必然給遠程測控技術提供更大更寬廣的平臺。但是遠程測控技術要從自身著手,不斷的尋求提高測控系統遠程通信的可靠性、準確性和及時性的方法和手段,以及解決如何擴大通信的距離、提供通信質量等一系列關鍵性的問題。
參考文獻:
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計算機測控技術方向范文5
【關鍵詞】現代控制理論 過程控制工程 預測控制 智能控制
以狀態空間方法為主體的現代控制理論,借助于多變量控制系統的設計,能夠實現對工業過程的狀態采集、輸出反饋,以及解耦控制等操作,尤其是現代計算機技術的發展和在工業生產中的應用,更使得現代控制理論獲得了新的突破。自上世紀80年代基于實時動態環境下對多變量耦合系統控制技術的問世,以模型預測啟發式控制和動態矩陣控制技術為代表的預測技術,逐漸成為工業過程控制應用的主角,同時,隨著工業過程控制技術的不斷深入,基于模型的控制理論體系也得到了完善。
一、先進控制理論的技術理論特點分析
與傳統基于模型的過程控制相比,對于先進控制技術來說,如神經網絡、專家控制,以及模糊控制等智能化技術,已經成為當前發展的主要方向。結合先進控制的應用實踐,以多變量耦合、大時滯、被控變量與控制變量間的關系約束等方面來看,先進控制技術可以實現在常規回路上的動態約束控制,即能夠適應實際工業生產過程的動態操作要求。另外從對計算功能的支持上,實時性是先進控制技術的主要特征,并能夠依托先進的計算機技術來完成對控制可靠性、可維護性的高效操作。
二、基于工業過程的控制技術分類策略
從過程控制策略來看,主要分為五類,一是傳統控制策略,如PID控制、手動控制、比值控制、前饋控制等;二是經典技術控制策略,如增益調整策略、解耦控制策略、時滯補償策略等;三是統行技術控制策略,如模型預測控制策略、自適應控制策略、內??刂撇呗缘?;四是潛在技術控制策略,如專家控制策略、最優控制策略、神經控制策略、非線性控制策略、及模糊控制策略等;五是研究上的策略,如U綜合策略、魯棒控制策略等。對于不同控制技術來說,結合不同的應用領域選擇適應的控制策略來完成具體的應用操作。
三、對預測控制技術的研究與分析
自上世紀60年代卡爾曼將狀態空間法引入到控制理論中,從而揭開了現代控制理論的序幕。特別是在自動化控制技術日益發展的今天,借助于多變量、時變和非線性等特點,在工業過程控制中將時效性和經濟性作為控制模型的基礎,并從最優化性能指標算法中實現了對復雜工業過程的控制。同時,為了克服數學模型精度和不確定性因素的影響,從工業過程建模、魯棒控制及自適應控制中進一步突破傳統思想的束縛,以現代計算機技術為支撐的高性能計算平臺來完善控制新算法,以實現對預測控制技術的有效改進。
基于非參數模型的模型預測控制技術。以Richalet(1987)、Mehra(1982)等提出在脈沖響應模型基礎上而改進的模型預測啟發控制系統,其原理是利用脈沖響應來實現對工業現場的控制,不需要額外系統來進行系統識別,從而避免不確定性的運行,提高了控制的魯棒性。如在煉油廠催化裂化裝置中,對于原油預熱過程進行控制,能夠獲得較好的控制效果。再如對于某鋼廠加熱爐進行綜合控制時,從多變量約束條件控制算法中來獲得各環節的預測參數值,并從工業現場過程中的解耦、跟蹤上來優化控制算法,從而獲得良好的控制目標。
基于參數化模型的預測控制技術。為了在自適應控制理論中增強系統的魯棒性,從廣義最小方差的基礎上,Clarke(1987)提出的廣義預測控制技術。其原理是吸取預測控制技術中多步預測優化策略,并從過程參數識別控制中,來提高系統的自適應控制能力。如將自適應控制技術與預測控制技術進行結合,從參數修正過程中來實現對預測模型的動態修正,從而改善系統的控制性能。如在聯鑄工業生產過程中對結晶液位的控制上,從廣義預測控制技術上克服了拉速變化產生的有色噪聲,提高了過程控制的魯棒性。預測控制技術的成功源自工業實踐,更因為預測控制技術能夠從控制目標的優化、約束條件的廣泛性,以及控制算法、魯棒性等的優越性,使其能夠獲得更好的應用前景。
四、智能控制在工業控制過程中的應用研究
智能控制技術作為一門新的學科分支,在以現代信息技術、人工智能技術的支撐下,信息論、控制論、系統論理論的日益成熟,將控制技術進行高度分化和綜合,從而獲得了對控制對象時變性、時滯性、非線性的有效控制,也使得智能控制技術能夠從模擬人類思維的方式來解決復雜的控制策略,并取得了較好的應用效果。如在工業領域中的材料加工、冶煉、化工等過程控制中,面對復雜的反應機理,從不確定的外界環境干擾中對系統運行過程進行實時自動化控制,如引入專家控制系統,神經元網絡控制系統,從對整個生產現場實際控制中來提高自動化水平,其中包含對相關操作工藝的優化控制,對控制過程不同故障的診斷和改進等。
在專家控制系統中,優點是借助于專家操作經驗和計算機信息處理能力,來實現對現場工業過程中時變性、非線性、以及負責控制對象的控制效果,其應用主要從系統設計、建模、參數整定、以及過程故障檢測和監控,不足是專家控制系統因知識庫更新困難而難以實現同步提升。在模糊控制系統中,利用人類模糊語言系統可以實現對現場過程的判定和決策,不足是穩態精度不高,自適應能力差。對于神經網絡控制系統來說,以其高度組織性、學習性和自適應性為特征的智能控制,因無法對模糊信息的有效處理,也使其具有局限性。為此,結合復雜控制環境下的過程控制,將智能控制與常規控制進行統合,以充分發揮各自優勢,并從人工智能技術上來提高整個系統的智能化水平。如將模糊控制技術與滑??刂萍夹g進行結合來實現對水下機器人的控制;利用模糊C均值聚類算法來對電容進行分組,并借助于神經網絡算法來進行補償導納,以實現對電網電壓、無功功率和不平衡的綜合補償。需要說明的是,在工業生產控制過程中,對于模型化研究的目標旨在從工業過程中來實現故障診斷和控制決策,其方法體現了模糊識別、統計分析和歸納推理等知識,以滿足實際工程控制的需要。
五、結語
現代控制理論與控制工程的不斷發展,特別是對于工業生產大型化、集成化、復雜化趨勢來說,借助于現代控制技術,融入先進計算機技術、信息分析技術來實現對工業過程的準確控制,如以現場總線為基礎的企業生產、經營、管理綜合控制系統的實現,必將成為未來工業生產自動化發展的方向。
參考文獻:
計算機測控技術方向范文6
關鍵詞:虛擬技術;測控技術;網絡研究
1引言
互聯網最大的優勢就是可以在網絡上進行模擬測試,在新時代的今天,運用虛擬技術方法,充分運用資源以減少資源浪費,從而降低成本,提高效率。結合互聯網與虛擬技術的配合,對測控技術進行測試,從而將用戶之間的信息進行整合與運用,能夠更好提高測控技術的研究效;并且互聯網技術的特點是不受時間與空間的限制,對系統測試更加的方便,能盡快滿足系統的測試要求,獲得測試的結果?,F代虛擬技術正是基于互聯網的前提下,對測控技術的應用研究發展方向不斷轉變為分散和遠程的特點,測試的內容也更加豐富多彩。在現代虛擬技術的基礎上,對測控技術的應用研究是本課題的主要內容,并對其進行設計和研究,從而尋求能夠有利于測控系統的方法,尋求有利于測控技術在現代虛擬技術的創新之處。
2現代測控技術概述
在現代測控技術的研究中,計算機是其重要的組成部分,這源于計算機在測量和控制方面的優勢,以及它能夠準確的對現代測控技術進行有效的計算。計算機的應用對現代測控技術有著重要的作用,它能夠全方位實現測量和計算,形成數據信息的共享,推動著現代測控技術的發展[1]。
2.1測控技術現狀介紹現代測控技術的發展呈現著快速發展的態勢,不斷的應用在生活與工作的各個方面。當前,現代測控技術是一套綜合的系統,包含測量與控制,智能化的發展從而實現自動管理。不過我國的技術發展水平還比不上其他先進的國家,測控技術水平的發展狀態也沒有其他國家優秀,還需要不斷的學習和自我創新,盡快提升測控技,形成獨特的研究體系。
2.2測控技術背景與發展方向測控技術的發展需要互聯網技術等一系列科學技術的支持。隨著互聯網技術的不斷發展,測控技術的發展將會向著多元化方向。使用者可以自由的學習和運用測控技術,對工作的內容有效的了解,如此能夠更好的把握測控技術,提高學習和工作的效率。未來測控技術除了向多元化發展,還會更多的開放用戶,不斷的融入市場。當前,科學技術的引入是現代測控技術發展的一大支持,它極大的促進了測控技術的發展,這一點上文也有所提及。信息技術的不斷豐富,使得測控技術也在不斷的創新,現代測控技術朝著智能化發展,這些都離不開互聯網技術(尤其是現代虛擬技術)的發展,它將是現代測控技術
3虛擬技術下現代測控技術設計
互聯網的到來,打破了時間和空間的限制要求,現代測控技術的發展也慢慢步向遠程化,所謂遠程主要是基于互聯網這一有利優勢。測試技術系統主要包含虛擬技術、數據信息的遠程采集以及通信三個方面的網絡化測試,在現場將虛擬的測試設備與網絡連接在一起,通過互聯網使用者能夠通過瀏覽器對其進行操作,從而能夠遠程控制現場,進行數據信息的遠程采集和通信。虛擬測試系統主要有三個重要的組成部分,對服務器以及虛擬儀器和數據庫進行現場測試,將數據庫和服務器以及監控管理組成服務器單元進行數據收集,不同的用戶共同組成客戶,圖1是虛擬測試系統的主要組成部分。測試設備與數據庫共同組成了現場測試服務器,每一個測試設備都是獨力的,并且數量很多,它是測試的數據來源;現場測試服務器對數據進行有效的收集,以及進行數據的傳輸,對使用者的測試和運用的用處很大;并且它與客戶之間形成緊密聯系,對測試結果進行匯總[2]。通常若干臺電腦組成服務器端,它是測試系統的主體,不僅將使用者與數據庫之間的信息進行有效的交流,還對現場測試服務器的數據信息進行匯總,并對使用者進行管理和維護,從而保障測試的正常運行;并且服務器端存有大量的數據庫,用于對使用者信息進行比對,更好的對測試系統進行分析,以此不斷完善測試系統。
4虛擬技術在現代測控技術的運用
科學技術的不斷創新,更加的便捷了現代測控技術的運用和發展,也提供了有效技術支持。它廣泛的運用在生活與工作的各個方面,生產全球化,往往需要通過虛擬技術在地球的一端對另一端的產品進行測試和分析,在生產領域有著重要的作用,不僅節約了時間和成本,也提高了測試效率[3]。不僅如此,現代測控技術的運用不論對工作或是生活都有著重要的作用,在以后對測控技術運用會更加的廣泛,也更加的頻繁。測控技術的運用在軍事國防方面有著重要的作用,能夠通過遠程對各項武器裝備進行有效的檢測,能夠快速有效的對武器裝備進行保養和維護,這對國家安全有重要的作用;在航天飛行的測控,對航天儀器進行有效的測量,從而獲得最新的數據信息,實時保障航天英雄的安全;運用現代測控技術,實時了解農作物的生產狀況,從而有效提高生產產量。而現代虛擬技術對測控技術的極大提升,不論是以上哪方面,都可以先進行虛擬技術的模擬,從而有效的把握測控進度,這很大程度上節約成本,保障安全,提高效率。圖2測控技術的運用分類5結論本文在現代虛擬技術的基礎上對測控技術進行有效的研究和分析,對現代測控技術的發展現狀和背景進行相應的介紹,并以此驗證現代虛擬技術對測控技術有著重要的作用。在互聯網時代,現代虛擬技術的運用離不開它,同時也間接推動了測控技術的不斷發展和進步。課題中,對虛擬技術的框架進行簡單的設計,它存在于互聯網并運用互聯網的多元化和智能化對現代測控技術進行有效的交流和研究,其所表達的優勢尤為明顯并在文末做出介紹。
參考文獻:
[1]HanY,GaoQ,LiX.ResearchontheApplicationofModernPowerSystemBasedonAutomaticControlTechnology[C]//InternationalConferenceonModelingandSimulation.2015:25-28.
[2]LiuCJ.ResearchonApplicationandDevelopmentofCompetitiveSportsSimulationBasedonVirtualRealityTechnology[J].AdvancedMaterialsResearch,2011,179-180:1063-1068.