仪器仪表工程领域工程硕士专业学位论文选题应直接来源于仪器仪表生产实际或具有明确的仪器仪表工程背景,其研究成果要有社会价值和实际应用价值:论文选题要有一定的技术难度,达到硕士层次的知识水平,具有一定的先进性或创新性;论文要有足够的独立完成的工作量,具体可在以下几个方面选取:l 一个较为完整的工程技术项目或工程管理项目的规划或研究;l 仪器仪表工程设计与实施;l 技术攻关、技术改造、技术推广与应用;l 新产品、新设备、新工艺、的研制与开发;l 引进、消化、吸收和应用国外先进技术项目。 仪器仪表工程硕士论文形式鼓励多样化,可以是研究论文,也可以是工程设计等其它多种形式。无论采取何种形式,《论文(设计)》必须按《科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》(GB/T 7713-1987)、《文后参考文献著录规则》(GB/T 7714-2005)和本领域现行的所有国家标准等有关规定撰写。一般而言,应具备下列基本要素:(1) 封面:题目﹑作者﹑导师;(2) 中英文摘要﹑关键词;(3) 独立完成与诚信声明;(4) 选题的依据与意义;(5) 国内外文献综述;(6) 论文主题部分:研究内容﹑方案设计﹑分析计算﹑实验研究、研究成果等;(7) 结论;(8) 参考文献;(9) 必要的附录(包括成果证书﹑设计图纸﹑程序源代码﹑发表论文等);(10) 致谢。 研究类学位论文包括:(1) 文献综述。要求反映课题在国内外研究的现状及动态,引出并论述自己要研究的问题的必要性和可能性。(2) 理论分析。要求说明采用的分析方法哪些是自己的,哪些是经过自己改进的,对自己所确定的问题要下定论,并从理论上进行阐述或推导。(3) 实验。对定论进行实验,要说明实验装置方式、手段、结果等。没有实验的,要对实际资料进行分析研究。(4) 计算。理论计算要与实验结果或实际资料进行比较。(5) 成果分析及评价。(6) 结论。结论是理论分析和实验结果的逻辑发展.结论必须完整、准确、鲜明。结论不是成果的罗列,而是在理论分析、试验结果的基础上,经过分析、推理、判断、归纳的过程而形成的总观点。(7) 展望。工程设计类和产品(含软件)开发类学位论文应包括:(1) 文献综述;(2) 工程设计或产品开发背景;(3) 设计及开发思路;(4) 主要设计成果或所开发产品的性能、特点介绍;(5) 设计或开发中的技术创新内容,主要介绍自己的工作;(6) 工程效益及产品市场前景;(7) 结论;(8) 展望。 工程硕士学位论文是工程硕士培养的重要组成部分。学位论文的水平是工程硕士培养质量的集中体现。仪器仪表工程硕士学位论文应对选题所涉及的仪器仪表工程技术问题或研究课题的国内外进展状况有清晰的描述与分析,技术先进,有一定难度;内容充实,工作量饱满;综合运用基础理论、专业知识、先进技术与科学方法,深入分析或解决了仪器仪表工程技术或工程管理的问题;论文格式规范,条理清楚,表达准确;论文成果具有工程性、先进性、实用性,社会评价好(已在公开刊物上发表、获奖、获得专利、通过鉴定、应用于工程实际等)。
非全日制仪器仪表工程领域工程硕士研究生,修满培养方案规定的课程和学分,成绩合格,完成学位论文工作,提出学位申请,通过论文答辩,经过学位评定委员会的审定达到培养目标,可被授予仪器仪表工程领域工程硕士专业学位。全日制仪器仪表工程领域工程硕士研究生,修满规定学分并通过论文答辩者,经学位授予单位学位评定委员会审核,授予仪器仪表工程领域工程硕士专业学位,同时获得硕士研究生毕业证书。工程硕士专业学位证书格式由国务院学位委员会办公室制定,学位获得者的学位证书由经国务院学位委员会办公室同意的仪器仪表工程领域工程硕士专业学位授予单位颁发。附录一:仪器仪表工程领域全日制工程硕士培养要点附录二:仪器仪表工程领域非全日制工程硕士培养要点附录三:仪器仪表工程领域发展方向附录一 仪器仪表工程领域全日制工程硕士培养要点工程硕士与工学硕士属同一层次,但不同规格,培养仪器仪表工程领域工程硕士要树立科学质量观,要突出工程硕士的特色.为规范和推进全日制工程硕士专业学位研究生教育的开展,现提出仪器仪表工程领域全日制工程硕士专业学位研究生的培养要点,供各培养单位参考。各培养单位在制定全日制工程硕士培养方案时应注意以下两点:(1)对同为全日制硕士学位教育,工程硕士专业学位培养方案应区别于“学术型”硕士研究生,突出“应用型”人才培养。(2)对同为工程硕士专业学位教育,全日制工程硕士培养方案应区别于非全日制工程硕士的培养,应加强全日制工程硕士研究生实践能力训练,突出培养研究生面向应用的研究开发能力。 (1) 仪器仪表工程硕士是与仪器仪表工程领域任职资格相联系的专业学位,侧重于面向仪器仪表工程领域培养应用型﹑开发型、复合型人才。(2) 仪器仪表工程领域全日制工程硕士生源大部分来自测控技术与仪器专业或相近专业的优秀应届本科生或在职人员。(3) 采取全日制在校学习的方式,学制一般为2年。(4) 各培养单位可在统一的学位标准下,根据自己特点和需要,有针对性的开设相应课程。(5) 学位论文选题直接来源于生产实际或者具有明确的生产背景,强调论文的应用效果和实用价值。(6) 学位论文(设计)由学校具有工程实践经验的硕士生导师与工程单位企业选派的责任心强的具有高级技术职称的技术人员联合指导。 (1)采用课程学习、实践教学和学位论文相结合的培养方式。(2)课程学习和实践教学实行学分制。鼓励工程硕士研究生到企业实习,可采取集中实践和分段实践相结合的方式,实践教学原则上不少于1年。 仪器仪表工程领域工程硕士的课程设置以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养和应用知识与能力的提高为核心。教学内容应强调理论与实践的有机结合。注重培养学生研究实际问题的意识和能力。课程体系包括:政治理论课程、基础英语课程、高等工程数学、计算机应用课程、基础理论课程、专业技术课程、前沿技术讲座、经济类选修课、管理类选修课、法律类选修课、信息检索等。总学分不能低于32,其中必修课20学分,选修课12学分。根据工程单位的特点及需求,各培养单位可以根据有关规定自行设置课程,自设课程必须包括:(1)马克思主义理论课,不少于2学分,要求掌握马克思主义的基本理论;(2)一门外国语。不少于5学分,要求比较熟练地阅读本专业的外文资料;(3)工程数学类课程,不少于3学分;(4)基础理论课和专业课,一般为三至四门,不少于6学分,要求掌握坚实的基础理论和系统的专门知识;(5)工程实践环节、领域选修课,不少于12学分;(6)前沿技术讲座,不少于1学分;(7)信息检索,不少于1学分。仪器仪表工程领域的基础理论课和专业核心课程为:数字化测试技术、传感器与测试技术、高等电子线路、光电测试技术、现代控制工程、精密仪器现代设计方法、图像处理与图像测量、智能仪器设计基础、动态测量与建模、可靠性技术及其应用、现代非电量检测技术等。为配合仪器仪表工程领域工程师职业资格认证的需求,建议各培养单位除开设以上课程外,增开“测量控制与仪器仪表现代系统集成技术(60学时)”和“测量控制与仪器仪表前沿技术及发展趋势(60学时)”两门课程。4仪器仪表工程领域全日制工程硕士培养的工程实践工程实践注重培养研究生了解仪器仪表工程领域现实技术水平及企业运作的管理方式,通过参加实际课题的研究或企业的具体工作,培养研究生发现问题、解决工程中技术问题及管理问题的能力,提高专业素养及就业创业能力。工程实践结束后,研究生应提交实践报告,报告内容包括实践学习计划,实习进度及完成情况。由实践单位负责人和导师对研究生的实践计划完成情况进行考核,合格后可计工程实践环节学分。鼓励研究生将工程实践与学位论文研究相结合。 (1)论文选题仪器仪表工程领域工程硕士专业学位论文课题应具有明确的工程实际或工程技术背景及应用价值,可涉及仪器仪表工程领域系统的分析与集成,研究与开发,管理与决策等,特别是针对信息获取、传递、处理和利用的新系统、新产品、新工艺、新技术、工程软件或应用软件的研发,论文所涉及的课题应有一定的技术难度和工作量,能体现作者综合运用科学理论、方法和技术手段解决工程技术问题的能力,论文要有一定的理论基础,具有先进性、实用性与创新性。建议从以下方面选取:l 新系统、新产品、新工艺、新技术或新软件的研发l 引进、消化、吸收和应用国外先进技术项目l 企业的技术攻关,技术改造,技术推广与应用l 工程管理项目l 仪器仪表工程工程领域设计与实施项目l 仪器仪表工程工程领域应用基础性研究项目工程硕士研究生入学后,应在导师指导下明确研究方向,开展研究工作。一般应在第二学期结束前确定论文(设计)题目,并作好资料和实验(设计)准备工作。(2)开题报告工程硕士的学位论文应按本领域的学位标准要求进行选题并进行开题报告。开题报告一般要求在第三学期结束前完成。进行开题报告前,工程硕士研究生要通过广泛地阅读相关资料对选题内容进行深入的了解。在此基础上写出与学位论文紧密相关的文献综述。综述的内容包括:国内外的研究现状、尚需进一步研究和开发的问题和内容等。各培养单位对工程硕士学位论文开题报告的格式要有统一的要求,内容包括:题目、课题来源、文献综述、研究内容、拟采取的技术路线和实施方法、进度安排及学分完成情况等。当研究的课题是一个集体项目时,需要在开题报告中说明本人在其中承担的内容和估计工作量。开题报告中要列出准备中期检查的计划内容和时间安排。(3)中期研究(设计)报告在学位论文工作中期,培养学校要组织3-5位具有高级技术职称的老师参加中期检查。查过程包括:听取工程硕士研究生汇报课题进展情况、运用科学理论解决工程实际问题的能力、后阶段工作技术问题的预测和拟采用的技术路线以及课题结束日期的计划等。中期检查小组要根据研究生的论文研究中期报告写出评语,并给出具体的考核成绩。考核成绩包括通过和不通过两种。对于未通过中期检查的工程硕士研究生,指导老师要帮助其分析原因,提出相应的改进研究措施和要求。(4)论文(设计)答辩1)申请答辩条件:从正式录取工程硕士的年级算起,一般应在年以上,5年以内;按本领域培养方案的要求完成规定的学分(必修课、选修课和必修环节);完成学位论文。2)本领域工程硕士研究生的学位论文分别经学校导师和企业导师审阅,认为其达到工程硕士学位论文标准后,可申请论文答辩。3)论文评阅:论文应聘请至少两位具有教授、副教授或相当职称的专家评阅,其中一位应来自工矿企业或工程部门。论文作者的导师不能作为论文评阅人。4)答辩委员会组成:答辩委员会一般由3~5位具有教授、副教授或相当职称的专家和技术人员组成,其中至少有1位专家来自工矿企业或工程部门。学校和企业导师不能作为答辩委员会成员和秘书。(5)学位论文基本要求1)论文形式要求仪器仪表工程领域工程硕士学位论文形式可以是工程设计或工程研究论文,论文应包括以下部分:(1)中英文论文题目(2)中英文摘要与关键词(3)诚信与知识产权声明(4)课题的来源、意义、目标、内容、技术路线与论文结构(5)国内外文献资料综述(6)论文主体部分:研发基础、问题描述、系统分析、算法研究、计算方法、仿真方法、实验方法、方案设计、工程实现、仿真结果、实验结果、分析比较等(7)论文总结与创新结论(8)参考文献(9)致谢(10)必要的附录2)论文内容要求论文前言应对论文背景及工作内容作简要说明。论文的文献综述应对课题所涉及工程技术问题的国内外状况有清晰的描述与分析,由此提出论文工作的技术路线。论文要综合运用基础理论、科学方法、专业知识与技术手段对涉及的工程技术问题进行分析研究,并能在某方面提出独立见解。论文成果有先进性和应用性。论文应在导师指导下独立完成。对一些来源于大型研究课题和大型工程项目设计的论文,因其研究人员或设计者不止1人,在论文中允许引用他人工作成果(必须注明),但论文主要内容应为本人独立承担完成的部分。论文工作量饱满,至少有一学年的论文工作时间。论文写作要概念清晰、结构完整、层次分明、文字通顺、版式规范。对工程设计类论文,要求设计方案先进可行,数据准确,设计符合相应行业标准,技术文档齐全,设计结果有实施印证或通过专家评估。对技术研究或技术改造类论文,要求结合基础理论与专业知识,严密论证,科学实验,客观分析结果,论文成果具有科学性与先进性。论文的参考文献应是与本论文内容相关的,并在论文中引用的国内外科技文献,且要求内容比较全面、新颖并有足够的数量。(6)论文质量评审权重(供参考)选题 10%文献综述 10%理论与技术的综合运用水平 15%技术的先进性和创新性 20%成果成效 15%工作量 20%写作 10% (1)完成工程硕士的学分要求;(2)完成工程硕士学位论文的各个环节要求;(3)通过工程硕士学位论文答辩;(4)通过各级学位委员会的审查;(5)公示1个月无异议。附录二仪器仪表工程领域全日制工程硕士培养要点工程硕士与工学硕士属同一层次,但不同规格,培养本领域工程硕士要树立科学质量观,要突出工程硕士的特色。 本领域工程硕士研究生实行双导师制,两位导师都必须具有副高及以上专业技术职称,其中一位导师来自培养单位, 即学校导师,也称第一导师;另一位导师原则上要求来自研究生所在的单位,称为企业导师或第二导师。学校导师由具有指导硕士研究生资格、并且具有工程经验的教师担任。学校导师应在工程硕士入学一年内采用双向选择的方式确定。企业导师一般由工程硕士研究生所在单位具有高级职称的工程技术人员或具有博士学位的人员担任。企业导师应在工程硕士入学后一年内确定。学校导师(第一导师)负有工程硕士研究生指导的主要责任。其主要职责包括:(1)关心工程硕士研究生的学习和工作;(2)指导研究生制定培养计划;(3)与企业导师共同商议、指导研究生选择工程硕士学位论文的研究课题;(4)指导研究生开展学位论文研究并进行阶段性的检查与考核,负责组织实施工程硕士学位论文的开题报告、中期考核;(5)指导研究生撰写学术论文和学位论文,组织实施学位论文答辩,防范学术不端行为,严把论文质量关。企业导师(第二导师)配合学校导师指导工程硕士研究生,其主要职责有:(1)关心工程硕士研究生的学习和工作,帮助研究生落实完成学位论文所需要的时间;(2)推荐或提供单位可供选择的工程研究(或设计)课题;(3)指导工程硕士学位论文研究;(4)协助学校导师指导研究生撰写学位论文,把握学位论文中实验数据的真实性;(5)防止学位论文中泄露涉及企业技术机密的资料和数据,以免对企业造成利益损害。防范学术不端行为,严把论文质量关。根据学生的论文研究方向,学校可以决定是否采取论文指导小组的方式对学生给予指导。
机电一体化技术及其应用研究摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢---连铸---轧钢综合调度系统、冷连轧等。 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。参考文献1 杨自厚. 人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J].冶金自动化,1994(5)2 唐立新.钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究[J].冶金自动化,1996(4) 3 唐怀斌. 工业控制的进展与趋势 [J].自动化与仪器仪表,1996(4) 4 王俊普. 智能控制[M]. 合肥:中国科学技术大学出版社,1996 5 林行辛. 钢铁工业自动化的进展与展望[J].河北冶金,1998(1)6 殷际英. 光机电一体化实用技术[M].北京:化学工业出版社,20037 芮延年. 机电一体化系统设计[M]. 北京:机械工业出版社,2004.电机功率转换的原理引言: 电机调速实质的探讨,是关系到近代交流调速发展的重要理论问题。随着近代变频调速矢量控制及直接转矩控制等调速控制理论的提出和实践,很多有关文献和论著都把调速的转矩控制确认为调速的普遍规律,并提出调速的实质和关键在于电磁转矩控制。然而,这种观点尚缺乏理论和实践的证明,值得商榷。 本文根据电机功率转换的普遍原理,提出并证明恒转矩调速的实质在于电机的轴功率控制,转速调节是功率控制的响应,其关键为如何通过电功率控制轴功率。 一、功率控制与转矩控制 根据机电能量转换原理,凡电动机都可划分为主磁极和电枢两个功能部分。主磁极的作用是建立主磁场,电枢则是与磁场相互作用将电磁功率转换为轴功率。 直流电动机的主磁极和电枢不仅结构鲜明,而且功能独立,无疑符合以上定义。而交流(异步)电动机通常以定子、转子划分构成,需加说明。 根据所述电枢定义,异步机的轴功率产生于转子,因此,异步机真正的电枢是转子。问题在于定子,一方面定子励磁产生主磁场,故定子是主磁极。另一方面,定子又通过电磁感应为电枢(转子)输送电磁功率,却不产生轴功率,因此定子又具有电枢的部分特征,这里我们把它称为伪电枢。定子的这种复合功能,是异步机区别于直流机的主要特征。 从电枢输出角度观察,电动机的轴功率与电磁转矩机械转速的关系为: PM=MΩ (1) 或 Ω=PM/M (2) 公式(2)除了给出了电机转速与轴功率和电磁转矩间的量值关系以外,同时表明,电机转速最终只能通过轴功率或电磁转矩两种控制获得调节,前者简称功率控制,后者简称转矩控制。 1. 功率控制 功率控制是以轴功率PM为调速主控量, 作用对象必然是电枢或伪电枢。电磁转矩在调速稳态时,取决于负载转矩的大小。 即 M=Mfz (3) 当负载转矩一经为客观工况所确定之后,电磁转矩就唯一地被决定了,因此电磁转矩不仅与调速控制无关,而且不能随意改变其量值。 电磁转矩对转速的作用表现在调速的过渡过程,转矩的变化是转速响应滞后的结果,此时,功率控制造成电磁转矩响应。 设电机调速前的稳态转速为Ω1,轴功率为PM1,调速后的稳态转速为Ω2,相应的轴功率变为PM2。 由于电磁转矩: M=PM/Ω (4) 故调速时,电磁转矩变为: M=PM2/Ω 由于受惯性的作用,在t=0的调速瞬时Ω=Ω1,故 M=PM2/Ω1 t=0 此时的电磁转矩将与原来的电磁转矩M1=PM1/Ω1不等,转矩平衡被破坏并产生动态转矩,电机转速在动态转矩作用下开始由Ω1向Ω2过渡,其变化规律为: Ω1=(Ω1-Ω2)e-t/T+Ω2 (5) 电磁转矩则为:M=PM2/(Ω1-Ω2)e-t/T+Ω2 随着时间增大,动态转矩减小,直至电磁转矩与新的负载转矩平衡,即: M=PM2/Ω2=Mfz, 转速稳定在Ω2不变,电机调速结束。 上述的调速过程可以由图1的框图说明。图1 功率控制的调速流程 功率控制作用的是电枢,主磁场或主磁通量保持不变,根据电机理论,电机的额定电磁转矩正比于主磁通量,受限于电枢的最大载流量。因此功率控制调速时,电机的额定电磁转矩输出能力不变,属于恒转矩调速。 2. 转矩控制 根据公式(2),电机转速在轴输出功率不变的前提下,与电磁转矩成反比。由于受电磁转矩以额定转矩为上限的约束,转矩控制实际上只能在额定转矩以下实现,因此属于恒功率调速。 电磁转矩的独立控制方法主要依据转矩公式: M=CMΦmIS (直流机) (6) 或 M=CMΦmI2COSφ2 (交流机) (7) 受控的物理量为主磁通Φm,由于主磁通量Φm产生于主磁极,因此转矩控制实际上是磁场控制,作用对象为主磁极。转矩控制调速同样要保证稳态时的转矩平衡,即: M=Mfz 由于调速稳态时,电磁转矩发生了变化,因此要求负载转矩适应于电磁转矩变化,即要求负载跟踪电机。 转矩控制实际是弱磁调速,主要用于额定转速以上的调速。鉴于本文重点讨论的是功率控制,故不赘述。 二、功率控制的方法与性能 电机调速的轴功率控制只能通过电功率间接控制来实现。以异步机为例,图2是其等效三端口网络。 图2.异步机的等效网络 其中电枢(转子)除产生轴功率输出外,还产生以感应电压u2和电流i2为参量的电功率响应。由于该功率与转差率成正比,故称转差功率,其端口简称Ps口。 如果电机转子为笼型,其绕组呈短路状,Ps口为封闭不可控的。反之为绕线型,Ps口则是开启可控的, 转子可以通过Ps口输出或输入电功率。由此可见,异步机的功率控制调速有两种方式,一种是通过伪电枢间接对电枢实现轴功率控制;另一种是通过Ps口直接控制电枢轴功率。 前者主要适用于笼型异步机,后者则适用于绕线型异步机。 1. 定子伪电枢功率控制。 图3.异步机定子功率控制调速 作为伪电枢,定子向电枢(转子)传输的电磁功率: Pem=P1-△P1 (8) 电枢的轴功率则为: PM=Pem-△P2 (9) 故 PM=P1-(△P1+△P2) (10) 可见,控制伪电枢的输入功率P1或增大其损耗△P1就可以控制电枢的轴功率,后者显然是低效率、高损耗的调速,不宜推荐。 控制P1调速的唯一方法是调压━━变频, 即所谓的变频调速。由于: P1=m1U1I1COSφ1 (11) 故对于电压源供电调节端电压U1是控制功率P1的必须手段。问题的关键是为什么不能单纯调压,而必须辅以变频?这是定子除了伪电枢的功能之外,还同时兼主磁极之故。 前已叙及,功率控制的要点有: ① 保持主磁通量不变 ② 作用对象是电枢或伪电枢 ③ 控制目标是轴功率 如果单纯调压而频率不变,定子的主磁极功能就要受到严重影响。根据电机理论,做为主磁极,定子的主磁通量: Φm=E/ =KE1/f1 ≈KU1/f1 (12) 恒频调压的结果,主磁通Φm将随U1下降而减小,形成了前述的转矩控制。更主要的是此时不但未能控制功率P1,反而增大了电机损耗,与目的绝然相悖。 设负载为恒转矩性质,由转矩平衡方程,电磁转矩: M=Mfz=const 又 M=CMΦmI1COSφ1 =CMΦmI2COSφ2 (13) 设功率因数不变,定转子电流I1、I2将随主磁通Φm下降而正比增大,其结果功率P1不变,但定转子损耗: △P1=m1I 12 r1 △P2=m2I 222 r1 将按电流的平方律增大。根据式(10),轴功率控制虽能实现,却属低效率高损耗的调速。 为此,异步机定子的功率控制调速,必须要将定子的主磁极和伪电枢两种功能游离开。针对同一定子绕组,一方面使主磁极产生的磁场保持稳定,同时又要控制其向电枢传递的电磁功率。 于是变频调速建立了一条重要原则,就是调压变频,且保证V/F(压频比)为常数,这样就确保了上述控制要求的实现。顺便指出,近代变频调速的矢量控制,实际上就是遵循这一原理。矢量控制的核心思想,是把磁场与转矩游离开,分别加以控制,认为调速的根本在于转矩,而事实上游离的却是磁场和电磁功率,虽然结果无误,但理论上必须加以澄清。 2. 转子功率控制 对于绕线转子异步机的调速,可以利用转差功率端口━Ps口直接控制轴功率。方法是由Ps口移出或注入转差功率。需要指出: ① 所述的转差功率应区别经典电机学中的转子损耗转差功率,为此将后者称为转子损耗功率,记以△P2。 ② 转差功率有电能与热能之分,分别记以Pes和Prs,两者性质不同,对调速的影响也不同。 图4.异步机转子功率控制调速 当在转子的Ps口引入电转差功率Pes时,转子的轴功率: PM=(Pem±Pes)-△P2 (14) 式中的Pem为定子向转子传输的电磁功率,电转差功率的负号表示从Ps口移出,正号表示从Ps口注入。Pes属电功率,故与电磁功率相合成,结果使轴功率PM发生变化,电机转速得到相应调节。 电转差功率调速的典型实例是串级调速和双馈调速,前者的电转差功率为负,流向为从转子移出,故实现的是额定转速以下的调速。后者的电转差功率可以双向流动,既可以移出,又可以注入,因此可以实现低同步和超同步两种调速。 当Ps口引入的是热转差功率Prs时, 转子的轴功率则为: PM=Pem-(△P2+Prs) (15) 显然热转差功率的引入,增大了电枢(转子)的损耗,轴功率随Prs的增大而减小,其典型例子是异步机转子串电阻调速。 三、功率控制的理想空载转速,效率与机械特性 根据电机学,电动机的理想空载转速主要取决于电枢的电磁功率,因有: Ω0=Pem/M (16) 由于电磁转矩为负载所决定,理想空载转速Ω0就决定于某一负载条件下电磁功率的大小。 功率控制调速的电枢功率可以综合表达为: PM=∑Pem-∑p2 (17) 相应的转速: PM/M=∑Pem/M-∑p2/M (18) Ω=Ω0-△Ω (19) 其中Ω0=∑Pem/M为功率控制调速的理想空载转速,因此调节电枢的电磁功率可以改变电机的理想空载转速。换言之,电机的理想空载转速取决于电枢的电磁功率。又,△Ω=∑p2/M 为电机的转速降。由此表明增大电枢损耗,可以增加电机转速降。 电机调速的效率表达为: η=PM/(P1-∑pi) =PM/(Pem-△P2) 因此,在一定的轴功率PM输出条件下,控制电磁功率的调速是高效率的节能型调速,而控制损耗功率的调速必然是低效率的耗能型调速。 公式(18)同时刻画出了功率控制调速的机械特性,当连续改变电磁功率∑Pem时,如果损耗功率不变,电机的理想空载转速随∑Pem连续变化,其机械特性为一族平行的曲线。而增大损耗,电磁功率不变时,电机理想空载转速不变,改变的只是转速降,其机械特性为一族汇交型曲线。如图5给出了两种调速的定性曲线。 图5 a.电磁功率调速特性 b.转速降调速特性 综上所述,可以得出以下结论: ① 电磁功率控制调节的是理想空载转速,损耗功率控制调节的是转速降。 ② 电磁功率控制是高效率节能型的调速,其机械特性必为平行曲线族。损耗功率控制属低效率耗能调速,其机械特性必为汇交型曲线族。 四、异步机调速的分类与方法 与按n= 60f1/p·(1-S)表达式不同,根据本文所述的电机调速功率控制理论,异步机调速可分类表示如下: 性质/方案 控制点/变量 方法 要点 五、结论 1. 电机调速的基本原理有两种,一为轴功率控制,二是转矩控制。转矩控制实际是磁场控制,适于恒功率调整。 2.轴功率控制的作用对象是电枢或伪电枢, 并最终只能通过电功率控制来实现。其中,电磁功率调节的是理想空载转速,损耗功率改变的是转速降。前者为高效节能型,后者为低效耗能型,两者的机械特性亦由此决定。 3. 轴功率控制的调速具有恒转矩特性,电磁转矩的变化是转速响应滞后所造成的,调速稳态时,电磁转矩只决定于负载,与控制无关。 4. 变频调速和电转差功率控制调速同属电磁功率控制调速,两者性能一致,并无本质差别。
中专仪器仪表学,专业学术鉴定站。
中专仪器仪表学,专业学术鉴定站。
非全日制仪器仪表工程领域工程硕士研究生,修满培养方案规定的课程和学分,成绩合格,完成学位论文工作,提出学位申请,通过论文答辩,经过学位评定委员会的审定达到培养目标,可被授予仪器仪表工程领域工程硕士专业学位。全日制仪器仪表工程领域工程硕士研究生,修满规定学分并通过论文答辩者,经学位授予单位学位评定委员会审核,授予仪器仪表工程领域工程硕士专业学位,同时获得硕士研究生毕业证书。工程硕士专业学位证书格式由国务院学位委员会办公室制定,学位获得者的学位证书由经国务院学位委员会办公室同意的仪器仪表工程领域工程硕士专业学位授予单位颁发。附录一:仪器仪表工程领域全日制工程硕士培养要点附录二:仪器仪表工程领域非全日制工程硕士培养要点附录三:仪器仪表工程领域发展方向附录一 仪器仪表工程领域全日制工程硕士培养要点工程硕士与工学硕士属同一层次,但不同规格,培养仪器仪表工程领域工程硕士要树立科学质量观,要突出工程硕士的特色.为规范和推进全日制工程硕士专业学位研究生教育的开展,现提出仪器仪表工程领域全日制工程硕士专业学位研究生的培养要点,供各培养单位参考。各培养单位在制定全日制工程硕士培养方案时应注意以下两点:(1)对同为全日制硕士学位教育,工程硕士专业学位培养方案应区别于“学术型”硕士研究生,突出“应用型”人才培养。(2)对同为工程硕士专业学位教育,全日制工程硕士培养方案应区别于非全日制工程硕士的培养,应加强全日制工程硕士研究生实践能力训练,突出培养研究生面向应用的研究开发能力。 (1) 仪器仪表工程硕士是与仪器仪表工程领域任职资格相联系的专业学位,侧重于面向仪器仪表工程领域培养应用型﹑开发型、复合型人才。(2) 仪器仪表工程领域全日制工程硕士生源大部分来自测控技术与仪器专业或相近专业的优秀应届本科生或在职人员。(3) 采取全日制在校学习的方式,学制一般为2年。(4) 各培养单位可在统一的学位标准下,根据自己特点和需要,有针对性的开设相应课程。(5) 学位论文选题直接来源于生产实际或者具有明确的生产背景,强调论文的应用效果和实用价值。(6) 学位论文(设计)由学校具有工程实践经验的硕士生导师与工程单位企业选派的责任心强的具有高级技术职称的技术人员联合指导。 (1)采用课程学习、实践教学和学位论文相结合的培养方式。(2)课程学习和实践教学实行学分制。鼓励工程硕士研究生到企业实习,可采取集中实践和分段实践相结合的方式,实践教学原则上不少于1年。 仪器仪表工程领域工程硕士的课程设置以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养和应用知识与能力的提高为核心。教学内容应强调理论与实践的有机结合。注重培养学生研究实际问题的意识和能力。课程体系包括:政治理论课程、基础英语课程、高等工程数学、计算机应用课程、基础理论课程、专业技术课程、前沿技术讲座、经济类选修课、管理类选修课、法律类选修课、信息检索等。总学分不能低于32,其中必修课20学分,选修课12学分。根据工程单位的特点及需求,各培养单位可以根据有关规定自行设置课程,自设课程必须包括:(1)马克思主义理论课,不少于2学分,要求掌握马克思主义的基本理论;(2)一门外国语。不少于5学分,要求比较熟练地阅读本专业的外文资料;(3)工程数学类课程,不少于3学分;(4)基础理论课和专业课,一般为三至四门,不少于6学分,要求掌握坚实的基础理论和系统的专门知识;(5)工程实践环节、领域选修课,不少于12学分;(6)前沿技术讲座,不少于1学分;(7)信息检索,不少于1学分。仪器仪表工程领域的基础理论课和专业核心课程为:数字化测试技术、传感器与测试技术、高等电子线路、光电测试技术、现代控制工程、精密仪器现代设计方法、图像处理与图像测量、智能仪器设计基础、动态测量与建模、可靠性技术及其应用、现代非电量检测技术等。为配合仪器仪表工程领域工程师职业资格认证的需求,建议各培养单位除开设以上课程外,增开“测量控制与仪器仪表现代系统集成技术(60学时)”和“测量控制与仪器仪表前沿技术及发展趋势(60学时)”两门课程。4仪器仪表工程领域全日制工程硕士培养的工程实践工程实践注重培养研究生了解仪器仪表工程领域现实技术水平及企业运作的管理方式,通过参加实际课题的研究或企业的具体工作,培养研究生发现问题、解决工程中技术问题及管理问题的能力,提高专业素养及就业创业能力。工程实践结束后,研究生应提交实践报告,报告内容包括实践学习计划,实习进度及完成情况。由实践单位负责人和导师对研究生的实践计划完成情况进行考核,合格后可计工程实践环节学分。鼓励研究生将工程实践与学位论文研究相结合。 (1)论文选题仪器仪表工程领域工程硕士专业学位论文课题应具有明确的工程实际或工程技术背景及应用价值,可涉及仪器仪表工程领域系统的分析与集成,研究与开发,管理与决策等,特别是针对信息获取、传递、处理和利用的新系统、新产品、新工艺、新技术、工程软件或应用软件的研发,论文所涉及的课题应有一定的技术难度和工作量,能体现作者综合运用科学理论、方法和技术手段解决工程技术问题的能力,论文要有一定的理论基础,具有先进性、实用性与创新性。建议从以下方面选取:l 新系统、新产品、新工艺、新技术或新软件的研发l 引进、消化、吸收和应用国外先进技术项目l 企业的技术攻关,技术改造,技术推广与应用l 工程管理项目l 仪器仪表工程工程领域设计与实施项目l 仪器仪表工程工程领域应用基础性研究项目工程硕士研究生入学后,应在导师指导下明确研究方向,开展研究工作。一般应在第二学期结束前确定论文(设计)题目,并作好资料和实验(设计)准备工作。(2)开题报告工程硕士的学位论文应按本领域的学位标准要求进行选题并进行开题报告。开题报告一般要求在第三学期结束前完成。进行开题报告前,工程硕士研究生要通过广泛地阅读相关资料对选题内容进行深入的了解。在此基础上写出与学位论文紧密相关的文献综述。综述的内容包括:国内外的研究现状、尚需进一步研究和开发的问题和内容等。各培养单位对工程硕士学位论文开题报告的格式要有统一的要求,内容包括:题目、课题来源、文献综述、研究内容、拟采取的技术路线和实施方法、进度安排及学分完成情况等。当研究的课题是一个集体项目时,需要在开题报告中说明本人在其中承担的内容和估计工作量。开题报告中要列出准备中期检查的计划内容和时间安排。(3)中期研究(设计)报告在学位论文工作中期,培养学校要组织3-5位具有高级技术职称的老师参加中期检查。查过程包括:听取工程硕士研究生汇报课题进展情况、运用科学理论解决工程实际问题的能力、后阶段工作技术问题的预测和拟采用的技术路线以及课题结束日期的计划等。中期检查小组要根据研究生的论文研究中期报告写出评语,并给出具体的考核成绩。考核成绩包括通过和不通过两种。对于未通过中期检查的工程硕士研究生,指导老师要帮助其分析原因,提出相应的改进研究措施和要求。(4)论文(设计)答辩1)申请答辩条件:从正式录取工程硕士的年级算起,一般应在年以上,5年以内;按本领域培养方案的要求完成规定的学分(必修课、选修课和必修环节);完成学位论文。2)本领域工程硕士研究生的学位论文分别经学校导师和企业导师审阅,认为其达到工程硕士学位论文标准后,可申请论文答辩。3)论文评阅:论文应聘请至少两位具有教授、副教授或相当职称的专家评阅,其中一位应来自工矿企业或工程部门。论文作者的导师不能作为论文评阅人。4)答辩委员会组成:答辩委员会一般由3~5位具有教授、副教授或相当职称的专家和技术人员组成,其中至少有1位专家来自工矿企业或工程部门。学校和企业导师不能作为答辩委员会成员和秘书。(5)学位论文基本要求1)论文形式要求仪器仪表工程领域工程硕士学位论文形式可以是工程设计或工程研究论文,论文应包括以下部分:(1)中英文论文题目(2)中英文摘要与关键词(3)诚信与知识产权声明(4)课题的来源、意义、目标、内容、技术路线与论文结构(5)国内外文献资料综述(6)论文主体部分:研发基础、问题描述、系统分析、算法研究、计算方法、仿真方法、实验方法、方案设计、工程实现、仿真结果、实验结果、分析比较等(7)论文总结与创新结论(8)参考文献(9)致谢(10)必要的附录2)论文内容要求论文前言应对论文背景及工作内容作简要说明。论文的文献综述应对课题所涉及工程技术问题的国内外状况有清晰的描述与分析,由此提出论文工作的技术路线。论文要综合运用基础理论、科学方法、专业知识与技术手段对涉及的工程技术问题进行分析研究,并能在某方面提出独立见解。论文成果有先进性和应用性。论文应在导师指导下独立完成。对一些来源于大型研究课题和大型工程项目设计的论文,因其研究人员或设计者不止1人,在论文中允许引用他人工作成果(必须注明),但论文主要内容应为本人独立承担完成的部分。论文工作量饱满,至少有一学年的论文工作时间。论文写作要概念清晰、结构完整、层次分明、文字通顺、版式规范。对工程设计类论文,要求设计方案先进可行,数据准确,设计符合相应行业标准,技术文档齐全,设计结果有实施印证或通过专家评估。对技术研究或技术改造类论文,要求结合基础理论与专业知识,严密论证,科学实验,客观分析结果,论文成果具有科学性与先进性。论文的参考文献应是与本论文内容相关的,并在论文中引用的国内外科技文献,且要求内容比较全面、新颖并有足够的数量。(6)论文质量评审权重(供参考)选题 10%文献综述 10%理论与技术的综合运用水平 15%技术的先进性和创新性 20%成果成效 15%工作量 20%写作 10% (1)完成工程硕士的学分要求;(2)完成工程硕士学位论文的各个环节要求;(3)通过工程硕士学位论文答辩;(4)通过各级学位委员会的审查;(5)公示1个月无异议。附录二仪器仪表工程领域全日制工程硕士培养要点工程硕士与工学硕士属同一层次,但不同规格,培养本领域工程硕士要树立科学质量观,要突出工程硕士的特色。 本领域工程硕士研究生实行双导师制,两位导师都必须具有副高及以上专业技术职称,其中一位导师来自培养单位, 即学校导师,也称第一导师;另一位导师原则上要求来自研究生所在的单位,称为企业导师或第二导师。学校导师由具有指导硕士研究生资格、并且具有工程经验的教师担任。学校导师应在工程硕士入学一年内采用双向选择的方式确定。企业导师一般由工程硕士研究生所在单位具有高级职称的工程技术人员或具有博士学位的人员担任。企业导师应在工程硕士入学后一年内确定。学校导师(第一导师)负有工程硕士研究生指导的主要责任。其主要职责包括:(1)关心工程硕士研究生的学习和工作;(2)指导研究生制定培养计划;(3)与企业导师共同商议、指导研究生选择工程硕士学位论文的研究课题;(4)指导研究生开展学位论文研究并进行阶段性的检查与考核,负责组织实施工程硕士学位论文的开题报告、中期考核;(5)指导研究生撰写学术论文和学位论文,组织实施学位论文答辩,防范学术不端行为,严把论文质量关。企业导师(第二导师)配合学校导师指导工程硕士研究生,其主要职责有:(1)关心工程硕士研究生的学习和工作,帮助研究生落实完成学位论文所需要的时间;(2)推荐或提供单位可供选择的工程研究(或设计)课题;(3)指导工程硕士学位论文研究;(4)协助学校导师指导研究生撰写学位论文,把握学位论文中实验数据的真实性;(5)防止学位论文中泄露涉及企业技术机密的资料和数据,以免对企业造成利益损害。防范学术不端行为,严把论文质量关。根据学生的论文研究方向,学校可以决定是否采取论文指导小组的方式对学生给予指导。
机电一体化毕业论文绪论现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。一、机电一体化概要机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。二、机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70~80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:①mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;②机电一体化技术和产品得到了极大发展;③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向.三、机电一体化的发展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:智能化智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。网络化20世纪 90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system, CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。微型化微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。四、典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、 CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。五、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。(一)我国“机电一体化”工作面临的形势1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。(二) 我国“机电一体化”工作的任务我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。六、我国发展“机电一体化”的对策(一)加强统筹安排,协调发展计划目前,我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车!(二)强化行业管理,发挥“协会”作用目前,我国“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……(三)优化发展环境、增大支持力度优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。(四)突出发展重点,兼顾“两个层次”机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。七、结语综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明
虚拟经纱张力测试仪技术 前言 虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物,是两门学科最新技术的结晶,融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形软件编程技术于一体。 虚拟仪器是由计算机硬件资源和用于数字分析与处理、过程通讯以及图形界面的软件组成的测控系统,它把仪器生产厂家定义仪器功能的方式转变为由用户自己定义仪器功能,也就是说传统测试中使用厂家生产的仪器,仪器的性能及功能在出厂时已被厂家定义,用户只能根据自己的要求和需要选择和使用;而虚拟仪器是在一定的硬件基础上,用户可根据测试的需求,编写软件定义自己的仪器功能。同样的硬件配置可开发出不同的仪器,例如在仪器面板上显示采集信号在时域的波形,那么该仪器为虚拟示波器;如果在程序中对采集信号进行FFT变换,那么该仪器就是虚拟频谱分析仪。笔者则用LabWindows/CVI来开发虚拟经纱张力测试仪,用来测试织机在工作时经纱张力的变化情况。 1 经纱张力传感器 织机在织造过程中,经纱动态张力对织造的,顺利进行有着很大的影响,张力过大,易引起断头,影响织造效率;张力不足易造成梭口不清,形成三跳疵点,使布面及纹路不够清晰。当经纱穿过轴时,经纱对两侧传力杆有压力,通过传力杆将压力传给弹性梁,使之产生应变,利用应变片将其应变转化为电阻的变化,然后再通过转化电路将电阻的变化转化为电压的变化,测量出电压值,根据传感器的标定就可求出相应的经纱张力。 2 虚拟经纱张力测试仪系统 2.1 系统结构 虚拟经纱张力测试仪的测试系统由传感器、数据采集卡、接口总线、硬件驱动程序和开发的测试软件构成,数据采集卡采用6024E,LabWindows/CVI平台开发测试软件,在Windows98操作系统下运行。 2. 2 信号采集 由于要测出经纱张力与主轴转角的关系,所以用了3个传感器。传感器1是经纱张力传感器,把经纱张力物理信号转化为电信号;传感器2是光电脉冲传感器,用来测量主轴转角;传感器3是霍尔传感器,将霍尔电压作为测量触发信号。各个传感器输出的信号都要经过一个信号调理电路对信号进行处理(如滤波、放大等),从混合信号中取出待测的有用信号,送人数据采集卡,并要适合数据采集卡的电压范围,通过总线结构送进计算机进行处理。 数据采集借助软件来控制整个DAQ系统,包括采集原始数据、分析数据等,调理后的信号经多路开关在软件设定采样率的控制下,巡回采集并放大,再经采样与保持及A/D转换器单元被量化成数字信号,成为计算机可以处理的信号,由虚拟仪器软件对测试信号进行计算、分析、显示,并储存结果。 3 虚拟经纱张力测试仪的设计 3.1 经纱张力测试仪的面板结构 虚拟经纱张力测试仪的面板右边的七个文本框输入内容,是用户根据实际测量的需求以及与采集卡的连接通道在开始测试前设定的。测量时,打开测试仪器开关,仪器就可以工作;按下采集数据,稍等几秒,面板上就会显示出经纱张力的波形图。保存数据就是对测量的原始数据、信号处理后的数据以及需要提供给用户的数据存取;读数据是读取事先已经测量的数据,然后在仪器面板上绘出曲线,这有利于事后分析;关闭仪器则退出测试状态。 3.2 虚拟经纱张力测试仪的软件 面板上的数据采集、关闭仪器、保存数据等命令按钮通过回调函数来实现各自的功能,整个源代码中数据采集的回调函数caiji是程序的关键。 4 虚拟经纱张力测试仪的应用 用所设计的虚拟经纱张力测试仪系统对YC—425型喷气织机测试,织机主轴每转一转,经纱张力周期变化一次,在0°附近,经纱张力最大,有利于打纬,最小张力出现在280°附近。在理论上来讲,下一个最大值出现在开口满开的位置,且一般只有两个峰值,在曲线上除了打纬点外,还有两个峰值,这说明在后梁装有张力缓解机构。最小张力也就是经纱的上机张力曲线的重复性不很好,说明织机工作状况不够稳定。 5 结束语 虚拟仪器是今后仪器仪表、测试控制研究与发展的方向,用NI公司的LabWindows/CVI作为软件开发平台,比常用的面向对象软件编程难度大大降低,使得软件开发效率高,界面友好,功能强大,且扩展性好,对采集到的数据可用于高级分析库进行信号处理,也可以为了使所得测试曲线符合实际情况,进行拟合处理。总之,虚拟仪器有强大的功能,它强调“软件就是仪器”,用软件代替硬件,易开发、易调试,可有效节约资金。
不是核心期刊,省级期刊,简介如下,希望有所帮助:
《自动化与仪器仪表》杂志是由重庆市自动化与仪器仪表学会和重庆工业自动化仪表研究所主办,由重庆科技发展战略研究院出版。其特点是学术水平高、实用性强、覆盖面宽、发行量大、广告效果好。据中国科技信息研究所馆藏期刊借阅统计表明,她是最受读者喜爱的刊物之一。
仪器仪表行业内核心期刊有好几本。其中我接触最多的是 《全球仪器仪表采购指南》 这本期刊是 中国仪器仪表行业协会主办的,仪众国际承办。全年六期,又月刊。每期发行3万册,主要在展会现场发放,同时还会 邮寄形式寄给客户。我曾多次在展会现场见过。 据了解这本期刊 算得上是仪器仪表内的核心期刊了。
在哪里可以买到
是的,你要搞一个
测控技术可以提高建造的效率与建设成本,进而提高人们的生活质量,这是我为大家整理的2000字的测控技术论文,仅供参考!
智能测控仪表技术探析
【摘要】分析了现场总线特点,提出了智能测控仪表系统的CAN总线通信方案,阐述了智能仪表中通用CAN通信接口的硬件设计与软件实现框图。
【关键词】智能;测控仪表
1 引言
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网,是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的低层控制网络,是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。由于它适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向,在减少系统线缆,简化系统安装、维护和管理,降低系统的投资和运行成本,增强系统性能等方面的优越性,它一经产生便成为全球工业自动化技术的热点,受到全世界的普遍关注。
自20世纪80年代末以来,有几种类型的现场总线技术己经发展成热并且广泛应用于特定的领域。这些现场总线技术各具特点,有的已经逐渐形成自己的产品系列,占有相当大的市场份额。几种比较典型的现场总线有CAN总线、LonWorks总线、PROFIBUS总线等。CAN(ControlArea Network)总线是山德国BOSCII公司为实现汽车内部测量与执行部件之间的数据通信而设计的现场总线。与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,使其应用范围不再局限于几汽车工业,而向机械工业、过程工业等领域发展,更适合现场级工业监控设备的互联。CAN总线规范已经成为国际标准,被公认为几种最有发展前途的现场总线之一。具体来说,CAN具有以下特点:结构简单,只有两根线与外部相连;通信方式灵活,以多主方式下作而不分主从,可以点对点、点对多点及全局广播方式发送和接收数据;废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码;采用短帧格式,每帧数据长度最多为8个字节,可满足工业控制领域的一般要求。同时8个字节不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性;采用非破坏性总线仲裁技术;采用CRC检验并提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性;CAN节点具有自动关闭功能,在节点错误严重的情况时自动切断与总线的联系,这样可不影响总线正常工作。
2 智能测控仪表的系统结构
一个典型的基于CAN总线的智能测控仪表的系统结构,系统主要由两部分组成:上位机和智能测控仪表,测控仪表的主要任务是接收来自上位机的命令完成工业现场的各种模拟量的采集和实现对各种生产设备的控制,而上位机则负责对整个智能测控系统进行监控和管理,其任务包括CAN节点状态消息的显示及报警、向CAN节点发送命令及控制参数、接收CAN节点数抓、曲线显示、存储打印等。这些功能可利用现代微机丰富的资源和强大的功能实现,除此之外,通过对采集数据的后台处理,还可实现诸如数字滤波PFT变换等智能化功能,CAN通信采用两线接口,要进行通信的各节点的控制器通过CAN驱动器连接到CAN总线上,各节点在CAN通信中没有物理地址,而是采用软件ID辨识的方式对在总线上广播的信息进行过滤,以及当多个节点需要同时信息传送时决定信息传送的优先级。
芯片与CAN总线的通信通过CAN总线收发器进行,CAN总线收发器是CAN控制器和物理总线间的接口,提供对总线的差动放人和接收功能。要实现PC机与CAN总线的通信,必须借助于PC机的CAN通信卡,这种卡市场上有很多,可根据需要进行选择,亦可自行设计。
3 智能测控仪表的接口设计
CAN总线是一种串行数据通信协议,在CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可以完成对通信数据的成帧处理。
SJA1000是Philips公司PCA82C200型CAN控制器的后续产品,在软件和引脚上均与PCA82C200兼容,井增加了许多新的功能,性能更佳,尤其适用于对系统优化、诊断和维护要求比较高的场合。SJA1000的功能由以下几部分构成:接口管理逻辑;发送缓冲器,能够存储1个完整的报文事(扩展的或标准的);验收滤波器;接收F1F0;CAN核心模块。
SJA1000的一端与单片机相连,另一端与CAN总线相连。但是,为了提高单片机对CAN总线的驱动能力,可以把82C250作为CAN控制器和物理总线间的接口,以提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。
若用SJA1000作为流量计的CAN控制器,与CPU(单片机)相连,再通过PCA82C250组成CAN总线。这种结构很容易实现CAN网络节点中的信息收发,从而实现对现场的控制。
CAN通信协议主要由CAN控制器完成,SJA1000是适用于汽车和一般工收环境控制器局域网(CAN)的高集成度控制器,具有完成高性能通信协议所要求的全部特性,具有简单总线连接的SJA1000可完成物理层和数据链路层的所有功能,应用层功能可由微控制器完成,SJA1000为其提供多用途的接口。
SJA1000操作期间,在上电之前必须配置控制线路(中断、复位、片选等)建立与CAN控制器之间通信的硬件连接。初始化、CAN通信采用中断方式数据发送和接收子程序。
如果在上电后独立CAN控制器在引脚17得到1个复位脉冲(低电平),它就能够进入复位模式。在对SJA1000寄存器设置前,CAN控制器通过读复位模式请求标志来检查是否己进入复位模式,因为要配置信息的寄存器只有在复位模式才能写入,并涉及到对控制寄存器CR、验收码寄存器(ACR)验收屏蔽寄存器(AMR)、总线定时寄存器(BTRO和BTR1)输出控制寄存器(OCR)的初始化编程。时钟分频寄存器可以选择BasicCAN或PeliCAN工作模式,设置CLKOUT引脚使能用来选择频率,设置是否使用旁路CAN输入比较器和是否使用TX1输出用为专门的接收中断输出。验收代码和验收屏蔽寄存器的设置可以过滤信息,为收到的信息定义验收代码;为与验收代码相关位比较定义验收屏蔽代码。
总线定时寄存器定义总线上的位速率。输出控制寄存器定义CAN总线输出引脚TX0和TX1的输出模式,定义TX0和TX1输出引脚配置是悬空、下拉、上拉或推挽以及极性。中断寄存器设置允许识别的中断源。
4 小结
多个智能仪表通过CAN接口与PC连成总线网,其系统运行良好。这种基于现场总线的智能仪表系统抗干扰性强、性能可靠,无论是测量速度、精确度和自动化程序还是性价比都是传统仪表不能比拟的,是今后仪器仪表发展的方向。
现代电子测控技术的应用分析
摘要:现代电子测控技术是基于计算机技术、信息技术、网络技术、电子技术等基础上来实现的,是一项综合性技术,随着现代社会的发展,目前在很多领域中都得到了广泛的应用。本文中主要对现代电子测控技术的应用进行了探讨,对该项技术的发展前景进行了展望。
关键词:电子测控;技术;特点;发展现状
中图分类号:K826文献标识码: A
随着现代社会的发展以及各种需求的不断增长,电子测控技术也得到了快速的发展。该技术是现代高新技术的重要组成部分,是集计算机技术、信息技术、电子技术、网络技术和光电技术等多种高新技术为一体的综合性技术。随着相关技术的更新换代,测控技术也不断走向网络化、信息化和智能化的道路。现代测控技术就是依靠人工将实时监控到的数据录到电脑中去,并结合现代计算机处理技术进行相关数据分析,得到有用的信息。随着现代测控技术的发展,数据信息的速度和准确率上都有较大的提升。现代社会不断发展、人民生活水平的日益提高,现代测控技术更是延伸到人们生活的各个领域,尤其是在国防、航天、电子、农业等重要领域起着不可忽视的作用。
1现代电子测控技术介绍
现代测控技术就是依靠人工将实时监控到的数据录到电脑中去,并结合现代计算机处理技术进行相关数据分析,得到有用的信息。现代测控技术主要是在现代测控系统的指导性进行自动化控制,它主要依赖的就是现代计算机处理技术。现代测控系统的组成。现代测控系统主要有控制器、程控设备和仪器、测控应用软件、总线与接口和被测试对象等五大部分组成。控制器是测控系统的控制和指挥中心,主要指的是计算机等;程控设备和仪器包括有各种程控开关及仪器、、存储器件和显示器件等;测控软件有驱动和应用程序等;总线和接口是各种设备和仪器的连接通道,有连接器、插槽等;被测试对象则是根据任务的不同进行确定的。按照结构不同可以把现代测控系统划分为基本型、闭环控制型和标准型三类。
2现代电子测控技术的特点
随着相关技术的更新换代,市场日趋激烈的竞争环境和人们需求的多样化、高要求化,测控技术也在实现自身技术的突破,不断走向网络化、数字化、分布式化和智能化的道路。
网络化
随着网络覆盖面的扩大,计算机技术和现代信息技术的不断发展,测控技术与现代计算机技术、网络技术和通信技术的日益密切,测控技术逐步走向网络化。除此之外,传感器技术在测控系统中的应用也使得现代测控技术使用的更加便捷。现代测控技术的不断更新与发展,其应用范围也在日益深化,逐渐应用到国防、航天、电子、农业等重要领域。
数字化
现代测控技术就是依靠人工将实时监控到的数据录到电脑中去,并结合现代计算机处理技术进行相关数据分析,得到有用的信息。由此可见,使用现代测控技术就是为了有效监测被试对象,以期获得有用的信息。在信息高速发达的社会,数字化技术是现代高新技术发展的必经之路。数字化主要包含有通信数字化、信号数字化了、多媒体数字化等。多媒体数字化主要应用于教学,通信数字化主要使得人们无线交流起来更加便捷。
智能化
智能化是现代信息技术发展的主题,像最基本的手机、电脑都是智能化的产物,机器人同样是智能化发展的结果。随着现代测控技术的发展,数据信息的速度和准确率上都有较大的提升。为了使得技术发展的更加人性化、精确、方便,那么在现代测控系统里使用智能化仪器则成了必然的需求。仪器智能化在人工智能和微电子技术的发展基础上也得到了较快的发展,智能化仪器在工业中的应用必将促进工业的快速发展。
分布式化
分布地点不同的测控设备能够有效地选择最适宜的仪器,测控技术的分布化是基于微型计算机技术以及网络技术的,现代测控系统是由有效的联合分布式设备组建而成的。生产控制分布式仪器的过程是一个集测试、控制、管理为一体的全程自动化过程,这就使得测控成本得到了有效的降低,同时增加了测控效率。分布式即是将测控系统中的五大部分有机的联系起来,利用分布化的结构将整个系统有机的协调起来,实现测控系统的有效运转。现代测控系统的分布式特点能够实现安全可靠,故障部分不会对其他系统部分产生影响;新接口和新功能的开发更加便捷,系统功能得到了增强;同时并行的处理方式具有高速运行的特点;具有灵活的使用方式,能够组建多模块以及单模块系统等[2]。测控系统的分布式管理不仅提高了生产的效率,更是有效节约人工监测成本。借助计算机网络技术为微型计算机技术的发展,分布式测控技术也将不断更新完善。
3现代电子测控技术的发展现状
现状。随着先进科学技术和社会经济的迅猛发展,现代测控技术的应用范围得到了很大的拓展,具有很快的发展速度,同时极大地提高了测控技术水平。但是,仍然存在着很多大大小小的问题,测控技术在我国没有进入高水平的发展阶段,在微型化、数字化以及智能化等方面仍落后于发达国家。所以,我国需要加强先进技术和设备的引进和应用,借鉴国外先进技术和有效的发展模式,尽量与国际技术发展接轨,不断开拓创新,尽量缩小发展差距,达到高水平的现代测控技术。
前景。测控技术的发展逐步面向全球化和网络化等,更加紧密地加强了世界各国的联系,逐步趋近于科学先进的发展态势。社会经济的市场发展很大程度上促进了现代测控技术的不断进步,进而与社会发展融合,带动科学技术的全球化发展。目前,各个产业的发展迅速,也带来了测控技术的飞速发展,分析现代测控技术的发展可以发现,开放化和标准化是其清晰的发展趋势。随着相关技术的更新换代,市场竞争环境日趋激烈化和人们需求的多样化、高要求化,测控技术也在实现自身技术的突破,不断走向网络化、数字化、分布式化和智能化的道路。在信息化高速发展的现代社会,现代测控技术的发展前景依然还是非常广阔的。现代测控技术的应用尤其是在工业发面的应用,逐步推动了社会的发展和进步。
4现代电子测控技术的应用
现代测控技术更是延伸到人们生活的各个领域,尤其是国防、航天、电子、农业等重要领域起着不可忽视的作用。
农业、航天领域
航天飞行过程中飞行目标的控制和测量是通过现代测控技术实现的,它主要可以完成以下几个功能:航天器的物理参数和运动参数测量、宇航员生理信息测量、跟踪测量航天器、控制指挥飞行目标、监视飞行状态等。农业方面也融合了测控技术的应用,比如:对粮食温度进行测量,高温报警,启动通风机进行粮仓的通风。
新型传感器技术
新型传感器技术是测控技术的重要方面,能够应用在生活生产的各个领域。例如:监测火车的机车状况、监控心内压系统等均应用了智能传感器;气体微型化传感器主要应用在防伪、国防、机器人、化工、医学、交通等方面;集成传感器的应用领域主要有:视觉测量、压力测量、温度测量等;数字传感器的应用主要集中在环境温度测量以及银行监控等方面。
远程测控
远程测控是现代测控技术的重要内容,主要包括:无线通信、电话网以及专线的远程测控,可以应用在远程监测电网电站以及输送石油的管道和机器人等方面。现代测控技术能够远程控制燃气、水电的自动抄袭以及诊断设备故障等。
5总结
作为新世纪的高新技术,随着现代社会不断发展、人民生活水平的日益提高,现代测控技术更是延伸到人们生活的各个领域,尤其是在国防、航天、电子、农业等重要领域起着不可忽视的作用。随着竞争环境和人们需求的多样化、高要求化,测控技术也在实现自身技术的突破,逐步走向系统化、网络化和智能化之路。
参考文献
[1]陈辉,常江,张连军.测试技术实验教学改革与学生创新能力的培养[J].实验技术与管理,2007(2)
[2]况迎辉,祝学云,陈建元.现代测控技术创新实践平台建设的探索与实践实验[J].技术与管理,2009,26(11)
[3]李欣国.浅谈现代测控技术及其应用[J].实用科技,2010(16)
[4]侯晓婷.测控技术在电子技术方面的应用[J].华东科技,2013(05)
[1]夏永明;孔凡花;王洋;索志民;杨鹏举;船用智能同步检测、指示、控制仪表[J].上海海事大学学报,2010,(04):40-44. 摘要:为适应船舶自动化电站向总线—智能控制方向发展的需要,针对非数字船用同步仪表的缺陷,采用嵌入式微控制器对仪表进行智能控制,并根据船舶机舱工作环境对微控制器进行电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)设计,实现总线—嵌入控制的现场总线接口设计,使同步仪表成为总线—智能同步检测、指示、控制仪表,上位机和其他智能仪表通过CAN接口连成总线网.试验表明,基于现场总线的智能仪表系统抗干扰性强、性能可靠,与传统仪表相比,在测量速度、精确度、自动化程度以及性价比等方面都有很大提高. [2]陈立军;黄学武;郑华耀;SMSC船用智能仪表的研究[J].自动化与仪表,2007,(04):21-24. 摘要:计算机和微电子技术的发展为仪器仪表提供了良好的发展前景,船用仪器仪表正朝着数字化、智能化和网络化的方向更新。该文研究了一种适合于船舶管理和维护的智能数字式显示仪表,阐述了该智能数显仪表硬件设计、软件开发以及主要特点。仪表样品成功地在江苏海事职业技术学院新研制的综合轮机模拟器中得到推广运用。 [3]李振宇;郑为民;吴涛;船用蓄电池智能检测仪的设计[J].集美大学学报(自然科学版)网络版(预印本),2010,(02):48-52. 摘要:为了提高船用蓄电池参数的测量速度和精度,保障测量人员的身体健康,设计了基于单片机的蓄电池智能检测仪.系统采用凌阳SPCE061A单片机作为数据处理核心,包括蓄电池温度、电压和电流采集及处理模块,键盘、显示以及语音报警模块.介绍了船用蓄电池的测量原理,系统的设计原理以及软、硬件设计.实现了船用蓄电池参数的快速测量和显示、电池电量不足时的语音报警功能. [4]李振宇;郑为民;吴涛;船用蓄电池智能检测仪的设计[J].集美大学学报(自然科学版),2010,(02):128-132. 摘要:为了提高船用蓄电池参数的测量速度和精度,保障测量人员的身体健康,设计了基于单片机的蓄电池智能检测仪.系统采用凌阳SPCE061A单片机作为数据处理核心,包括蓄电池温度、电压和电流采集及处理模块,键盘、显示以及语音报警模块.介绍了船用蓄电池的测量原理,系统的设计原理以及软、硬件设计.实现了船用蓄电池参数的快速测量和显示,电池电量不足时的语音报警功能. [5]李永波;关海龙;胡旭东;基于Small RTOS51的船用智能巡检仪的设计[J].浙江理工大学学报,2008,(02):174-178. 摘要:讨论了基于嵌入式实时操作系统Small RTOS51的船用智能巡检仪的设计过程。对系统软、硬件设计和嵌入式实时操作系统Small RTOS51的移植作了较详细论述。船用智能巡检仪可巡回检测16路4~20 mA信号,具有液晶显示、报警和485通讯等功能,可集中远程监测被测舱的温度、液位、压力等参数,符合船舶自动化的发展趋势,具有实用性强,可靠性高等特点。 [6].船用智能仪表的非编码键盘:,CN201327580[P].2009-10-14摘要:本实用新型公开了船用智能仪表的非编码键盘,该键盘主要有霍尔器件组 成,所述霍尔器件按磁性原理组成键盘,将接收到的键信号经处理后传输至智 能仪表的MCU进行进一步处理。本实用新型克服由通常按键或薄膜开关组成 的现场控制仪表键盘的缺点,其具有以下优点:使用方便、密封性好、实用性 广、工作可靠,这对于要求密封的智能仪表非常有用。
现在据说不是投稿的可以拿稿费,而是投稿的要出钱给杂志社,出版社,出的多,就出得快。
仪表技术》是国内仪器仪表领域内的一份综合性技术刊物。它以电气测量仪器仪表技术为核心内容,既反映计算机技术、通信技术、电子技术等在仪表中的应用,又反映仪器仪表在国民经济中的应用情况。通过刊登质量高的、实用性强的文章,传播科技信息,为读者、作者服务,为国民经济建设服务。《仪表技术》1992年机械部优秀科技期刊二等奖;1995年机械部科技期刊二等奖;1997获优秀期刊三等奖;仪表局科技情报成果一等奖。仪表技术杂志开设栏目有:产品工作原理分析与研发说明、综述、技术讲座、传感器与变送器、电源技术、实用电路、使用与维修、技术革新
本刊是国内外公开发行的国家一级刊物,连续荣获国家优秀科技期刊奖,是中国仪器仪表及传感器行业综合性应用技术性期刊;中国科技论文统计用刊;中国科学引文数据库来源期刊;中国学术期刊综合评价数据库来源期刊 该刊被以下数据库收录:SA 科学文摘(英)(2009)CBST 科学技术文献速报(日)(2009)中国科学引文数据库(CSCD—2008)核心期刊:中文核心期刊(2008)中文核心期刊(2004)中文核心期刊(2000)中文核心期刊(1996)中文核心期刊(1992)期刊荣誉:Caj-cd规范获奖期刊第二届全国优秀科技期刊
挺好中,不到一个月给结果,四页以内1000版面费,超过的一页400,见刊大概得十个月的样子。。。。