前言:中文期刊网精心挑选了计算机测控技术方向范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
计算机测控技术方向范文1
[关键词]测控技术;组成;特点;电子技术领域;应用
中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)34-0226-01
无论是在人们的生活中还是在工作中,都离不开测技术的身影,这是一种新形式的电子技术,在近几年中发展较为迅速。测控技术的发展之所以如此迅速,主要原因是在测控技术中包含了众多的其他相关技术,将这些技术进行有机的融合,就形成了如此强大的综合性技术,可以说测控技术的发展带动了我国工业生产以及电子信息等各个方面的进步,如果长期坚持下去,相信在今后的时间里这一技术将会得到更广泛的利用。下面我们就测控技术的组成与特点进行具体的分析,进而探讨其在技术领域中的应用,希望测控技术能够得到更好的发展。
1、测控技术的组成
随着科学技术的发展,现代信息技术中所包含的最为突出的技术类型就是测控技术。这一技术的应用已经成为一种主流的趋势,在各行各业中均有所体现。测控技术中包含了众多的领域技术,如信息处理、计算机网络、自动控制等,除此之外,还有测试测量以及仪器仪表等都是测控技术中最为常见的领域技术。在测控技术中,主要由五部分组成,这五部分相互联系,相互依托,并且缺一不可,共同构成了测控技术这一技术系统。它们分别是控制器、测控应用软件、程控设备、总线与接口、被测对象。这五部分都是测控技术中的重要组成部分,不同的部分具有不同的作用。例如,控制器主要的作用是指挥与协调,相当于我们的大脑,如果没有大脑发出指令,就无法做出相应的动作,控制器就是起着这一作用的重要部分。常见的控制器为计算机。再如程控设备的主要作用是显示以及存储,没有程控设备将信息数据存储好,就不能在第一时间将信息输送给控制器,发送相应的指令。常见的程控设备包含显示器以及存储器等。在今后的发展过程中,测控技术必将会成为信息技术的核心环节,并且为社会的发展提供源源不断的技术支援,人们应该认识到这一发展趋势,并且积极开拓与创新测控技术,实现自动化的发展目标。
2、测控技术的特点
测控技术具有以下几个特点,其一是网络化;其二是智能化;其三是数字化;其四是分布式化。这四个特点能够充分的说明测控技术的发展是朝着更加多样化以及信息技术的普及方向发展的。
2.1网络化的特点是时展的要求,当前的生产生活中都离不开网络的发展,而测控技术就是将网络化的特点得到进一步的放大,同时能够使人们能够更加便捷的应用到测控技术,因为在测控技术中,包含了计算机网络技术以及传感器技术等,更进一步推动了网络化的发展,在这种情况下,我们应该更进一步的完善测控技术在现代领域中的应用,将其广泛发展成为重要的技术之一。
2.2智能化的特点主要体现在仪器在运用的过程中更加精准化,例如在进行数据计算的过程中,通过智能化仪器的运用,可以有效的降低计算的时间,同时还能使计算结果更加精准,这是现代技术的一大革新,有效的提高了测控技术的发展水平。
2.3数字化的特点是时展的必然要求。因为无论是在各行各业,都需要进行数字化的控制与管理,可以进行通讯的数字化,多媒体的数字化等,无论在何时何地,只要通过数字化的通讯手段,人们都可以达到交流与沟通的目的,同样在信息传输也不例外。
2.4分布式化的特点是以网络技术为基础而发展起来的,这一特点使得测控技术变得更加安全与稳定,通过对不同地区进行测控,找出最为合适的地点而进行仪器的布设,这就是分布式化所体现出来的优越性。除此之外,分布式化还能有效的提高各个领域的生产效率,降低成本,促进社会的进一步发展。
3、测控技术在电子技术领域的应用
3.1传感器技术
新兴传感器技术是当前测控技术的重要应用分支之一,依据测控技术,新开发了包括智能传感器、数字化传感器、集成传感器等新兴传感器。其中新型网络传感器的应用最为重要,被广泛应用于国防、军事、工农业、城市管理、抢险救灾等行业,在促进社会稳定、和谐发展中发挥着重大贡献;而最为常见的是数字化传感器,常用于环境测量、图像传感器及医院、银行部门的监控等;智能传感器用于火车状态监控及心内压监控等:集成化传感器常被用在温度、压力等的测量上。
3.2远程测控技术
远程测控技术是测控技术的另一项重要应用,网络与远程测控技术的结合使社会公众生活更为便利,在社会发展中发挥着极为重要的作用,也是工业领域趋向大力发展的测控方向。其中无线通信远程测控技术被广泛应用于水、电、煤气等自动抄表领域的远程测控;专线远程测控术有利于大型工程监测工作的开展,核电站监测及石油输送的远程监控等均充分利用了专线远程测控技术。
3.3现代测控总线技术
总线技术可将各部件连接至处理器上,该元件的应用使得系统的可靠性、兼容性和开放性有效增加,系统结构得到进一步简化,各个元部件更换便捷,系统成本降低。基于测控总线技术的不断发展,应用在USB上使其能在低速设备上正常运行,GPIB总线技术则促使测控技术迅速向大规模测控方向发展,尤其在电子技术领域方向得到了较好的发展,电子自动化沿总线结构方向迅速迈进,使得企业自动化管理程度不断提高,以及网络相关行业都有了很大发展,企业成本得到有效节约。
3.4虚拟仪器技术
虚拟仪器技术结合计算机技术与测控技术,具有功能强大、技术性含量高等优势,这类现代工业新产物是测试领域一项重大突破性技术,表现出灵活且交互性强的优点,实现了测控技术的系统化和网络化。虚拟仪器技术广泛应用于实际生产生活中,可对液力变矩器在不同压力及转速下性能参数的测量:还可利用视觉软件开发出农业自动秧苗分析系统,对种子发芽期及秧苗数量进行预测,并加强秧苗质量监视;应用于蚕种催青过程中无损质量的检测,开展农机现代化教育及管理等农业、电子技术领域。
4、结语
随着社会的进步和科技的发展,融合了计算机技术、通信技术、光电技术、数据处理等先进技术的现代测控技术也呈现出较大的发展和突破,促进了产业的不断升级,彰显出潜在实用价值和重要科研价值。
参考文献
[1] 刘志刚.现代测控技术的发展及其应用探析[J]. 机电信息. 2012(12)
计算机测控技术方向范文2
关键词:FPGA;PCI;构件;计算机测控系统;通用性;可维护性
中图分类号:TP302.1 文献标识码:A文章编号: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卡都是目前数据采集[2]控制领域主要流行的技术之一,FPGA器件广泛应用于通信、自动控制、信息处理等诸多领域,PCI卡是用于数据采集应用的理想采集卡产品。本文针对FPGA及PCI卡的技术特点,将其按控件组合应用在计算机测控系统中。
一、计算机测控系统硬件体系结构
根据计算机测控系统[3]的要求,在硬件设计时考虑将该系统分成工业控制计算机系统、信号调理系统、控制机箱三部分进行设计。使用计算机调试系统软件进行各输入输出信号的控制和测试。
图1.计算机测控系统硬件体系结构原理框图
(一)工业控制计算机系统
工业控制计算机系统由主流计算机系统构成,可根据实际需求选择配置,在工业控制计算机中可迅速插入多个I/O卡和FPGA卡,从而提高了系统的可扩展性,并减少了维护周期。本文选用的系统硬件配置为凌华科技的计算机平台。
(二)信号调理系统
测控系统中信号调理板采用PCI接口形式,主要用于对输出故障模拟及复位信号,输入故障状态信号进行调理数字I/O板卡选用AD-LINK的PCI-7296,32位PCI总线,即插即用96路TTL兼容数字量I/O通道,端口可编程设定为输入或输出,数字量输入可用外部锁存,输出端口状态回读,板上带有8254定时器/计数器芯片,16位外部信号事件计数器,32位定时器用来产生定时器中断,状态变换中断,中断源可编程的双中断系统。
(三)控制机箱
控制机箱内部为物理电路连接,其实现的功能即为控制机箱面板所需要观测的数据指示灯和显示屏及开关控制等搭建电路连接。控制机箱外表面即为物理主控面板,通过对其安装的控制开关,控制流量或通断量;通过机箱上的电流电压表即时显示电路中控制部分的电流值和电压值,通过LED指示灯亮灭或红绿颜色变化区分显示信号的变化。
二、计算机测控系统软件体系设计
计算机调试台测试软件选用Visual Basic开发[4],它可以进行测控系统各级故障信号的模拟控制,并能显示出操作过程,各信号的状态,检测结果和检测时间,检测可以通过自动或手动完成,可将检测结果保存至计算机中。FPGA部分由VHDL[5]实现FPGA软件部分编制控制,I/O卡及其他由VB统一编程实现。
三、测控构件通用性
通过将FPGA卡及PCI卡组合构成测控构件,使得测控构件能迅速的接入到工业控制计算机中,完成信号调理和数字量控制。其特点是可针对于不同测试功能需求,将测控构件移植,在新系统中只需完成FPGA的可编程部分,配合其他板卡使用即可快速完成新的计算机测控系统设计。
四、结束语
采用FPGA器件可以将原来的电路板级产品集成为芯片级产品,从而降低了功耗,提高了可靠性,同时还可以很方便地对设计进行在线修改。PCI其自身具有快速、正确、有效、可靠性好、操作方便及连续高吞吐率(即使是大量数据)地传输等特点;将两者有效组合构成一个独立的测控构件,让计算机测控系统平台的搭建变的更加快捷方便,使其具有更高的通用性和可维护性。
参考文献:
[1]诸振勇,翁木云.FPGA设计及应用[J].陕西:西安电子科技大学出版社,2003
[2]周林.数据采集与分析技术[J].陕西:西安电子科技大学出版社,2005
[3]李江全.计算机测控系统设计与编程实现[J].北京:电子工业出版社,2008
[4]李江全.Visual Basic串口通讯与测控应用技术实战详解[J].北京:人民邮电出版社,2007
计算机测控技术方向范文3
关键词:无线网络化;测控技术;测控仪器
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.097
1 引言
随着我国现代科学技术的提高,我国计算机技术有了极大地进步,相应的与计算机有着密切联系的测控技术也得到了同步发展,测控仪器的完善和改进为无线网络化测控提供了有力的基础保障。测控仪器是测控网络化的核心,其承担着一些最基础但最重要的工作,测控仪器是测控技术的以完美实现的保障,同时网络化测控技术的优化升级也依赖网络测控仪器的发展。因此对无线网络化测控仪器的发展,不仅仅黑丝单独的体现出测控仪器硬件的完善和改进,而且对无线网络化测控技术的进步也有反馈的作用,只有这样测控技术和测控仪器两者互相发展,互相促进才能实现整个测控行业的大进步,提高我国测控技术在我国际中的地位,增强我国的综合实力,最终会惠及全国人民,为提高全国人民水平做出巨大的贡献,因此网络化测控仪器和测控技术的研究与实现是一项具有重大意义的工程。
2 无线测控技术与测控仪器的相互作用
无线测控技术的不断发展,促进了对测控仪器的研究,无线网络测控仪器具有复杂性,多元性,它能够将不同的技术和不同的硬件进行有效的融合,进而为自己使用,例如:无线测控仪器将计算机、自动化控制的PLC、通信技术、测量技术,进行有效的结合,并且充分发挥各技术的优势,实现资源整合并且得到充分利用的局面,并且能够通过实现多系统的仪器,不仅仅为某一人或某一个特定领域服务,而是实现一台仪器为多人或者多领域的应用,这样节约了资源,提高了工作效率。另外无线测控技术不受地理位置的限制,使用者可以通过网络来远程控制测控仪器,这样就免除了一些测试人员远途奔波的去对一些需要调试的测控仪器去调试。无线测控技术的发展对测控仪器的发展起到了促进的作用,同时测控仪器硬件设施的不断更新和完善,也促进和拉动了无线测控技术的发展,拉动无线测控技术的更新和提高。随着科学技术的不断发展,计算机的广泛应用,人们对生活品质要求的不断提高,无线测控技术对测控仪器的促进的优势会越来越明显,同时测控仪器对测控技术的拉动优势也会越来越明显。
3 测控仪器的发展历程
自1970年以来,计算机的应用的已普遍,微电子技术和数电、模电的迅速发展,在这种形式下,测控技术和测控仪器应用而生,并取得了巨大的发展,相继产生了智能仪器、虚拟仪器和网络仪器等,这些仪器与计算机的结合越来越紧密,以至于现在很难完全界定计算机与现代测控仪器的概念,并且随着计算机不断地渗入到我们生活中的每个方面,现代测控技术也逐步进入了我们的家居生活中,并且到了人们离不开的地步,对此产生了一定的依赖性。1.智能仪器。1980年后,随着微处理器技术的完善,并且被首次运用到测控仪器中,仪器前端的控制面板开始朝向实体的键盘化方向发展,与传统仪器模式不同的个人仪器被首次应用,并且广受好评得到了快速的发展和广泛的推广。自20世纪90年代来,仪器仪表智能化出现了很大的改观,微电子技术影响了仪器仪表的设计,到DSP一些完善的芯片出现,这些新科技和新技术使得测控仪器仪表对于数字的处理能力大大的增强了,功能也变得更为强大,仪器仪表的处理数据和图像的能极大地提高了。智能化仪器比传统的测控仪器具有操纵性好、能有效地进行人机对话、可编程的优点。但由于这种智能化仪器也有一些自身的缺点,如价格昂贵、实时性差,因此智能化测控仪器还存在很大的发展空间。2.虚拟仪器。20实际90年代初期,市面上出现了一种新型的测控仪器,也就是虚拟仪器,是继PCI之后出现的一种新型测控仪器。虚拟仪器是指以计算机为核心,有使用者定义并且具有虚拟前端面板和测试功能的一种计算机仪器系统。虚拟仪器与传统的仪器相比有较多的优点,其并不强调物理上的一些实现形式,用户可以根据自己的设计思维来定义仪器的相关功能,以实现软件硬件的共享,这样测控仪器软硬件的局限性较小。但与传统的测控仪器相比虚拟仪器在实时性方面存在着一些欠缺,实时性比较差,也就不可避免的产生一些量化方面的误差。3.网络仪器。网络仪器的测控设备,测控对象都可以通过测试现场的一些普通仪器设备,并且将这些普通设备取得的一些相关的资料数据经过有效整合,并通过计算机网络传输给异地的一些精确度比较高的仪器来进行处理分析,并且实现许多测量信息的有效共享,并且实时掌握一些关键信息的变化趋势。网络技术的发展和计算机硬件和软件的大幅度提升,使得网络仪器得到了迅速的发展,无线网络化测控系统具有使用方便、操纵性强、组网容易、维护时不仅费用低而且还比较方便,不受时间和空间的束缚限制,并且在对它的安装时比较简单容易,对其的扩展性也比较好,因此人们对无线网络测控仪器颇受欢迎,并且成为人们研究网络化测控技术和测控仪器的热点。
4 嵌入式无线网络化测控仪器的研究现状和意义
最近这科技迅速发展的10年来,互联网+以及大数据的广泛应用以及其他高科技技术的融合,智能化的测控仪器得到了迅速的发展,网络化的测控技术已经成为了测控技术的关键,以互联网为代表的计算机网络的发展迅速,并且推动了无线测控仪器的相对完善和改进,并且突破了传统的通信传输方式在时间和空间上的限制,使长距离、大范围的通信成为了现实。到目前为之,无线网络化测控仪器依托和依赖的技术主要有:RFID、蓝牙、WIFI,每个通信技术都有各自的优点和缺点,只有分析复杂的现实情形,才能合理的运用在这些技术更好的为无线网络化测控仪器来服务。
目前,美国及一些发达的欧美国家在无线网络测控技术和测控仪器上面投入的经历和成本比较大,因此也取得了相应的发展。总观国内对无锡县网络化测控仪器的研究现状,虽然也取得了一些可喜可贺的傲人成绩,但总体还不算太成熟,与美国以及欧美一些发达的国家尚存在一些差距。国内目前网络化测控仪器的研究仍停留或许长时间处在LXI-C的水平上,由于缺乏相应的理论基础和高技术作为支撑,目前国内的无线网络化测控仪器的发展仍需要努力,并仍有较大的提升空间。
(下转第55页)
(上接第118页)
5 总结
在实际的工作需求中,一个测控仪器的可靠性和稳定性对整个测控系统都起着至关重要的作用。测控仪器的稳定性不仅与自身硬件有关,而且还与无线网络化测控技术的发展水平和发展稳定性有关,通过二者的有效促进结合,不仅能提高无线测控系统的稳定性和实用性,还能降低整个测控系统的成本,以达到合理利用资源,减少浪费的目的,并且最终达到提高经济效益惠及人们的日常生活水平的目的。
参考文献:
[1]陈智瑜.大气污染源SO2紫外荧光自动分析仪的无线测控技术研究[D].华南师范大学,2007.
[2]周敏刚.基于IEEE1451.2标准和ZigBee协议的温室智能控制器的研究[D].浙江大学,2007.
[3]祝青园,王书茂,康峰,张磊,陈度.虚拟仪器技术在农业装备测控中的应用[J].仪器仪表学报,2008(06):1333-1338
[4]胡加强.基于无线传感器网络的化工装备数据采集技术研究[D].武汉工程大学,2013.
[5]杨东.Zigbee无线通信技术在试验测控系统中的应用[D].济南大学,2010.
[6]刘阳.基于虚拟仪器技术的无线智能火灾自动报警系统研究[D].天津理工大学,2012.
[7]徐久强.论虚拟仪器基础结构的无线传感器网络实现原理[D].东北大学,2009.
计算机测控技术方向范文4
【关键字】远程测控;分类;应用
远程测控技术伴随便着计算机的发展速度迅猛,同样,远程测控技术将随着我国相关技术的发展而逐步完善和成熟,远程测控系统的强大功能将会广泛地使用在社会的各个领域,必将引领计算机发展的新方法。笔者作为一个专业的学生通过对远程测控系统发展过程的广泛了解,根据系统中信号远程传输方式的差异,分类列举出以下几种比较典型的远程测控系统,并对每种系统的优缺点以及适用的场合进行了对比和分析。
1 独立专线的远程测控系统
独立的专线远程测控系统是采用一般采用自行架设独立专线来作为数据传输的桥梁。因为具有路线系统的独立性,所以专线的远程测控系统对于其他测控系统测控距离较短、但通信数据量大。系统包括一个主机和多方串行口及MODEN,主机通过串行口及MODEN与各地的多个子站相连。子站双方的调制器进行 “握手协商”,以确定波特率、协议等参数,进入数据传输。独立专线的远程测控系统通信频繁但实时性、可靠性和保密性都很高.
远方MODEN将收到的信号解调为数字信号,通过串行口送给主站(或子站)的PC机,从而实现集中管理。这种网络技术的关键是如何建立主站和各个子站之间的通信协议,以保证整个系统的实时性和避免冲突的产生,可以采用“快速巡查”或“定点查询”的方法来解决这一问题[1]。这种远程测控系统在水利、电力、交通、工业等领域的应用十分广泛,比如说铁路沿线行车信号灯的监控,水电站发电机组的监控,都可以采用这种测控网络来实现。
2 光纤通道的远程测控系统
利用光缆传输测量与控制数据,可以充分发挥光缆传输的稳定性好、抗干扰能力强、传输容量大等优点。在这种系统中,光纤收发器的主要作用是进行电/光、光/电转换,并可以直接接收串行口的控制信号,有些光纤收发器还兼具有以太网接入功能。考虑到系统的高稳定性和高可靠性,在设计过程中必须慎重选择串行接VI和光纤收发器[2]。这种测控系统的投资较高,但由于其抗干扰和抗雷击能力强,并且通信质量优越,因此在广播电视站以及通信站的发射机的远距离不问断监控中得到广泛应用。
3 电话网的远程测控系统
在通信不是很频繁、通信数据量较小、实时性和保密性要求不高的场合,可以租用公用电话网,采用拨号方式建立临时连接的方式来实现远程测控。采用这种测控系统可以降低系统的硬件成本、缩短建网周期,实现高速高效的目的。
该系统中的每个子站只需要定时采集被控对象的状态数据,并保存在自己的数据库中;主站则只能在屏幕上面按状态数据库所保存的最新数据显示各测控对象的状态。当需要检测远方测控对象的状态或对其执行操作时,主站从自己的数据库中找到对应子站的电话号码,通过拨号方式向子站发出“握手信号”,相应的子站接收到“握手信号”后执行摘机命令,从而建立起主站和子站之间的通信渠道。由于这种测控系统的实时性和保密性都比较差,因此只用在一些了解远方测控对象的运行状态和提前预防事故的场合。
4 基于Internet/Intranet的远程测控系统
测控系统以计算机为中心、以网络为核心的特征日益明显。使用Internet/Intranet的远程测控系统,人们从任何地点,在任何时刻获取到测量信息(或数据)的愿望成为现实。系统的组成见图1。
图1 基于Internet/Intranet的远程测控系统
实现该系统必须解决许多关键性问题,比如数据传输的可靠性、准确性和实时性;另外网络数据库的连接和更新不仅应是动态的、实时的,而且要有高的编程效率和很好的兼容性;TCP/IP协议和现场总线协议的兼容性,真正达到数据畅通无阻;同时网络的安全性也是一个不容忽视的环节。基于Internet/Intranet的网络化测控系统适用于异地或者远程控制和数据采集、故障监测、报警等等,其应用范围十分广泛[3]。
5 基于无线通信的远程测控系统
对于工作点多、通信距离远、环境恶劣且实时性和可靠性要求比较高的场合,可以利用无线电波来实现主控站与各个子站之间的数据通信,采用这种远程测控方式有利于解决复杂连线,无需铺设电缆或光缆,降低了环境成本。系统的组成见图2。
这种远程测控系统的关键是要使射频模块的接收灵敏度和发射功率足够高,以扩大站点间的距离,同时还需要考虑无线电波波段的选择;无线通信调制解调器已经有许多比较成熟的产品,可以根据实际需要来选择[4]。无线通信的远程测控技术的应用领域十分广泛,比如说智能小区的保安系统、油井远程监测系统等均可以采用这种技术来实现,还有航空航天上使用的无线电跟踪测轨、遥测、遥控系统,是这种技术的典型应用。
6 结束语
测控系统的多样化,都各有千秋,随着今后测控距离的不断扩大以及测控系统复杂度的不断增加,单一的数据传输方式往往不足以达到要求;在一个远程测试系统中采取多种数据传输方式相互配合使用,可以降低系统的实现难度,有利于整个系统的模块化处理。
同样,远程测控技术发展迅速,将引导测控领域主要发展方向。各种新技术、新器件、新模型的出现和计算机网络的飞速发展必然给远程测控技术提供更大更宽广的平台。但是远程测控技术要从自身着手,不断的寻求提高测控系统远程通信的可靠性、准确性和及时性的方法和手段,以及解决如何扩大通信的距离、提供通信质量等一系列关键性的问题。
参考文献:
[1]张浩平.专线式远程测控系统.计算机与现代化,1999,(5):24~27.
[2]士勇,等.光纤通道传输发射机远程测控数据的实现方案.电视技术,2002,(9):45~48.
[3]孙美香,等.基于Internet/Intranet的远程虚拟仪器.电子学报,2002,(9):1~2.
[4]阮勇,等.网络测控系统及其进展.中国测试技术,2003,(2):56~57.
计算机测控技术方向范文5
【关键词】现代控制理论 过程控制工程 预测控制 智能控制
以状态空间方法为主体的现代控制理论,借助于多变量控制系统的设计,能够实现对工业过程的状态采集、输出反馈,以及解耦控制等操作,尤其是现代计算机技术的发展和在工业生产中的应用,更使得现代控制理论获得了新的突破。自上世纪80年代基于实时动态环境下对多变量耦合系统控制技术的问世,以模型预测启发式控制和动态矩阵控制技术为代表的预测技术,逐渐成为工业过程控制应用的主角,同时,随着工业过程控制技术的不断深入,基于模型的控制理论体系也得到了完善。
一、先进控制理论的技术理论特点分析
与传统基于模型的过程控制相比,对于先进控制技术来说,如神经网络、专家控制,以及模糊控制等智能化技术,已经成为当前发展的主要方向。结合先进控制的应用实践,以多变量耦合、大时滞、被控变量与控制变量间的关系约束等方面来看,先进控制技术可以实现在常规回路上的动态约束控制,即能够适应实际工业生产过程的动态操作要求。另外从对计算功能的支持上,实时性是先进控制技术的主要特征,并能够依托先进的计算机技术来完成对控制可靠性、可维护性的高效操作。
二、基于工业过程的控制技术分类策略
从过程控制策略来看,主要分为五类,一是传统控制策略,如PID控制、手动控制、比值控制、前馈控制等;二是经典技术控制策略,如增益调整策略、解耦控制策略、时滞补偿策略等;三是统行技术控制策略,如模型预测控制策略、自适应控制策略、内模控制策略等;四是潜在技术控制策略,如专家控制策略、最优控制策略、神经控制策略、非线性控制策略、及模糊控制策略等;五是研究上的策略,如U综合策略、鲁棒控制策略等。对于不同控制技术来说,结合不同的应用领域选择适应的控制策略来完成具体的应用操作。
三、对预测控制技术的研究与分析
自上世纪60年代卡尔曼将状态空间法引入到控制理论中,从而揭开了现代控制理论的序幕。特别是在自动化控制技术日益发展的今天,借助于多变量、时变和非线性等特点,在工业过程控制中将时效性和经济性作为控制模型的基础,并从最优化性能指标算法中实现了对复杂工业过程的控制。同时,为了克服数学模型精度和不确定性因素的影响,从工业过程建模、鲁棒控制及自适应控制中进一步突破传统思想的束缚,以现代计算机技术为支撑的高性能计算平台来完善控制新算法,以实现对预测控制技术的有效改进。
基于非参数模型的模型预测控制技术。以Richalet(1987)、Mehra(1982)等提出在脉冲响应模型基础上而改进的模型预测启发控制系统,其原理是利用脉冲响应来实现对工业现场的控制,不需要额外系统来进行系统识别,从而避免不确定性的运行,提高了控制的鲁棒性。如在炼油厂催化裂化装置中,对于原油预热过程进行控制,能够获得较好的控制效果。再如对于某钢厂加热炉进行综合控制时,从多变量约束条件控制算法中来获得各环节的预测参数值,并从工业现场过程中的解耦、跟踪上来优化控制算法,从而获得良好的控制目标。
基于参数化模型的预测控制技术。为了在自适应控制理论中增强系统的鲁棒性,从广义最小方差的基础上,Clarke(1987)提出的广义预测控制技术。其原理是吸取预测控制技术中多步预测优化策略,并从过程参数识别控制中,来提高系统的自适应控制能力。如将自适应控制技术与预测控制技术进行结合,从参数修正过程中来实现对预测模型的动态修正,从而改善系统的控制性能。如在联铸工业生产过程中对结晶液位的控制上,从广义预测控制技术上克服了拉速变化产生的有色噪声,提高了过程控制的鲁棒性。预测控制技术的成功源自工业实践,更因为预测控制技术能够从控制目标的优化、约束条件的广泛性,以及控制算法、鲁棒性等的优越性,使其能够获得更好的应用前景。
四、智能控制在工业控制过程中的应用研究
智能控制技术作为一门新的学科分支,在以现代信息技术、人工智能技术的支撑下,信息论、控制论、系统论理论的日益成熟,将控制技术进行高度分化和综合,从而获得了对控制对象时变性、时滞性、非线性的有效控制,也使得智能控制技术能够从模拟人类思维的方式来解决复杂的控制策略,并取得了较好的应用效果。如在工业领域中的材料加工、冶炼、化工等过程控制中,面对复杂的反应机理,从不确定的外界环境干扰中对系统运行过程进行实时自动化控制,如引入专家控制系统,神经元网络控制系统,从对整个生产现场实际控制中来提高自动化水平,其中包含对相关操作工艺的优化控制,对控制过程不同故障的诊断和改进等。
在专家控制系统中,优点是借助于专家操作经验和计算机信息处理能力,来实现对现场工业过程中时变性、非线性、以及负责控制对象的控制效果,其应用主要从系统设计、建模、参数整定、以及过程故障检测和监控,不足是专家控制系统因知识库更新困难而难以实现同步提升。在模糊控制系统中,利用人类模糊语言系统可以实现对现场过程的判定和决策,不足是稳态精度不高,自适应能力差。对于神经网络控制系统来说,以其高度组织性、学习性和自适应性为特征的智能控制,因无法对模糊信息的有效处理,也使其具有局限性。为此,结合复杂控制环境下的过程控制,将智能控制与常规控制进行统合,以充分发挥各自优势,并从人工智能技术上来提高整个系统的智能化水平。如将模糊控制技术与滑模控制技术进行结合来实现对水下机器人的控制;利用模糊C均值聚类算法来对电容进行分组,并借助于神经网络算法来进行补偿导纳,以实现对电网电压、无功功率和不平衡的综合补偿。需要说明的是,在工业生产控制过程中,对于模型化研究的目标旨在从工业过程中来实现故障诊断和控制决策,其方法体现了模糊识别、统计分析和归纳推理等知识,以满足实际工程控制的需要。
五、结语
现代控制理论与控制工程的不断发展,特别是对于工业生产大型化、集成化、复杂化趋势来说,借助于现代控制技术,融入先进计算机技术、信息分析技术来实现对工业过程的准确控制,如以现场总线为基础的企业生产、经营、管理综合控制系统的实现,必将成为未来工业生产自动化发展的方向。
参考文献:
计算机测控技术方向范文6
关键词:虚拟技术;测控技术;网络研究
1引言
互联网最大的优势就是可以在网络上进行模拟测试,在新时代的今天,运用虚拟技术方法,充分运用资源以减少资源浪费,从而降低成本,提高效率。结合互联网与虚拟技术的配合,对测控技术进行测试,从而将用户之间的信息进行整合与运用,能够更好提高测控技术的研究效;并且互联网技术的特点是不受时间与空间的限制,对系统测试更加的方便,能尽快满足系统的测试要求,获得测试的结果。现代虚拟技术正是基于互联网的前提下,对测控技术的应用研究发展方向不断转变为分散和远程的特点,测试的内容也更加丰富多彩。在现代虚拟技术的基础上,对测控技术的应用研究是本课题的主要内容,并对其进行设计和研究,从而寻求能够有利于测控系统的方法,寻求有利于测控技术在现代虚拟技术的创新之处。
2现代测控技术概述
在现代测控技术的研究中,计算机是其重要的组成部分,这源于计算机在测量和控制方面的优势,以及它能够准确的对现代测控技术进行有效的计算。计算机的应用对现代测控技术有着重要的作用,它能够全方位实现测量和计算,形成数据信息的共享,推动着现代测控技术的发展[1]。
2.1测控技术现状介绍现代测控技术的发展呈现着快速发展的态势,不断的应用在生活与工作的各个方面。当前,现代测控技术是一套综合的系统,包含测量与控制,智能化的发展从而实现自动管理。不过我国的技术发展水平还比不上其他先进的国家,测控技术水平的发展状态也没有其他国家优秀,还需要不断的学习和自我创新,尽快提升测控技,形成独特的研究体系。
2.2测控技术背景与发展方向测控技术的发展需要互联网技术等一系列科学技术的支持。随着互联网技术的不断发展,测控技术的发展将会向着多元化方向。使用者可以自由的学习和运用测控技术,对工作的内容有效的了解,如此能够更好的把握测控技术,提高学习和工作的效率。未来测控技术除了向多元化发展,还会更多的开放用户,不断的融入市场。当前,科学技术的引入是现代测控技术发展的一大支持,它极大的促进了测控技术的发展,这一点上文也有所提及。信息技术的不断丰富,使得测控技术也在不断的创新,现代测控技术朝着智能化发展,这些都离不开互联网技术(尤其是现代虚拟技术)的发展,它将是现代测控技术
3虚拟技术下现代测控技术设计
互联网的到来,打破了时间和空间的限制要求,现代测控技术的发展也慢慢步向远程化,所谓远程主要是基于互联网这一有利优势。测试技术系统主要包含虚拟技术、数据信息的远程采集以及通信三个方面的网络化测试,在现场将虚拟的测试设备与网络连接在一起,通过互联网使用者能够通过浏览器对其进行操作,从而能够远程控制现场,进行数据信息的远程采集和通信。虚拟测试系统主要有三个重要的组成部分,对服务器以及虚拟仪器和数据库进行现场测试,将数据库和服务器以及监控管理组成服务器单元进行数据收集,不同的用户共同组成客户,图1是虚拟测试系统的主要组成部分。测试设备与数据库共同组成了现场测试服务器,每一个测试设备都是独力的,并且数量很多,它是测试的数据来源;现场测试服务器对数据进行有效的收集,以及进行数据的传输,对使用者的测试和运用的用处很大;并且它与客户之间形成紧密联系,对测试结果进行汇总[2]。通常若干台电脑组成服务器端,它是测试系统的主体,不仅将使用者与数据库之间的信息进行有效的交流,还对现场测试服务器的数据信息进行汇总,并对使用者进行管理和维护,从而保障测试的正常运行;并且服务器端存有大量的数据库,用于对使用者信息进行比对,更好的对测试系统进行分析,以此不断完善测试系统。
4虚拟技术在现代测控技术的运用
科学技术的不断创新,更加的便捷了现代测控技术的运用和发展,也提供了有效技术支持。它广泛的运用在生活与工作的各个方面,生产全球化,往往需要通过虚拟技术在地球的一端对另一端的产品进行测试和分析,在生产领域有着重要的作用,不仅节约了时间和成本,也提高了测试效率[3]。不仅如此,现代测控技术的运用不论对工作或是生活都有着重要的作用,在以后对测控技术运用会更加的广泛,也更加的频繁。测控技术的运用在军事国防方面有着重要的作用,能够通过远程对各项武器装备进行有效的检测,能够快速有效的对武器装备进行保养和维护,这对国家安全有重要的作用;在航天飞行的测控,对航天仪器进行有效的测量,从而获得最新的数据信息,实时保障航天英雄的安全;运用现代测控技术,实时了解农作物的生产状况,从而有效提高生产产量。而现代虚拟技术对测控技术的极大提升,不论是以上哪方面,都可以先进行虚拟技术的模拟,从而有效的把握测控进度,这很大程度上节约成本,保障安全,提高效率。图2测控技术的运用分类5结论本文在现代虚拟技术的基础上对测控技术进行有效的研究和分析,对现代测控技术的发展现状和背景进行相应的介绍,并以此验证现代虚拟技术对测控技术有着重要的作用。在互联网时代,现代虚拟技术的运用离不开它,同时也间接推动了测控技术的不断发展和进步。课题中,对虚拟技术的框架进行简单的设计,它存在于互联网并运用互联网的多元化和智能化对现代测控技术进行有效的交流和研究,其所表达的优势尤为明显并在文末做出介绍。
参考文献:
[1]HanY,GaoQ,LiX.ResearchontheApplicationofModernPowerSystemBasedonAutomaticControlTechnology[C]//InternationalConferenceonModelingandSimulation.2015:25-28.
[2]LiuCJ.ResearchonApplicationandDevelopmentofCompetitiveSportsSimulationBasedonVirtualRealityTechnology[J].AdvancedMaterialsResearch,2011,179-180:1063-1068.