測控技術與儀器專業(yè)概論

內(nèi)容概要

　　
測控技術與儀器專業(yè)隸屬于信息技術領域的儀器科學與技術學科，是該學科下唯一的本科專業(yè)，主要研究信息的獲取、處理、傳輸和利用，是一門多學科相互滲透而形成的綜合型專業(yè)。
　　
《測控技術與儀器專業(yè)概論》全面介紹了測控技術與儀器專業(yè)的性質(zhì)、地位和作用，專業(yè)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與前景，測控領域的主要技術和最新研究成果，測控技術在化工、電力、機械制造、汽車、智能建筑、航空航天等行業(yè)的應用，以及測控技術與儀器專業(yè)的知識結構、課程體系和學習方法。全書的編寫通俗易懂，并力求反映測控領域的最新技術，能激發(fā)讀者對測控領域的學習興趣，為測控技術與儀器專業(yè)大一新生以后的專業(yè)學習奠定良好的基礎，并提供一定的學習方法指導。
　　
《測控技術與儀器專業(yè)概論》既可用作高校測控技術與儀器專業(yè)的“專業(yè)概論課”教材，也可作為廣大科技愛好者了解測控技術的科普讀物，還可供有志于報考測控技術與儀器專業(yè)的高考學生參考使用。

書籍目錄

第1章 測控技術與儀器專業(yè)概況
1.1測控、技術與儀器
1.2專業(yè)性質(zhì)
1.2.1主干學科和相關學科
1.2.2學科和專業(yè)
1.3學科內(nèi)涵與作用
1.4專業(yè)發(fā)展與現(xiàn)狀
1.4.1歷史沿革
1.4.2本專業(yè)在國內(nèi)的設置現(xiàn)狀
1.5人才培養(yǎng)目標和規(guī)格
1.5.1培養(yǎng)目標
1.5.2人才培養(yǎng)規(guī)格
第2章 測控系統(tǒng)概述
2.1測控系統(tǒng)的概念
2.2測控系統(tǒng)的發(fā)展
2.3測控系統(tǒng)的組成與分類
2.3.1測控系統(tǒng)的組成
2.3.2測控系統(tǒng)的分類
第3章 檢測技術與儀器
3.1檢測變送的基本概念
3.1.1對檢測變送環(huán)節(jié)的基本要求
3.1.2對檢測變送信號的處理
3.1.3測量誤差及儀表的主要性能指標
3.2傳感器的組成和分類
3.2.1傳感器的組成
3.2.2傳感器的分類
3.3常規(guī)傳感器與檢測技術
3.3.1溫度檢測
3.3.2流量檢測
3.3.3壓力檢測
3.3.4物位檢測
3.3.5成分和物性參數(shù)檢測
3.3.6其他變量檢測
3.3.7視覺檢測
3.4變送器
3.5未來傳感技術的發(fā)展
第4章 控制技術與裝置
4.1控制技術
4.1.1經(jīng)典控制
4.1.2現(xiàn)代控制
4.1.3新型控制與先進控制
4.2控制裝置
4.2.1控制器
4.2.2執(zhí)行器
4.3計算機控制系統(tǒng)
4.3.1數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)
4.3.2集散控制系統(tǒng)
4.3.3現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
第5章 測控儀表與裝置的應用
5.1測控儀表與裝置在化學工業(yè)中的應用
5.1.1化工自動化
5.1.2化工過程常見測控儀表與裝置
5.1.3化工過程控制舉例
5.2測控儀表與裝置在電力工業(yè)中的應用
5.2.1鍋爐設備的控制
5.2.2電力系統(tǒng)自動化發(fā)展熱點
5.3測控儀表與裝置在機械制造中的應用
5.3.1機械自動化現(xiàn)狀
5.3.2機械自動化技術發(fā)展趨勢
5.4測控儀表與裝置在汽車制造中的應用
5.4.1發(fā)動機控制系統(tǒng)傳感器
5.4.2底盤控制系統(tǒng)傳感器
5.4.3車身控制系統(tǒng)傳感器
5.4.4導航控制傳感器
5.5測控儀表與裝置在智能建筑中的應用
5.6測控儀表與裝置在航空航天中的應用
5.6.1飛行器參數(shù)測量的基本方法
5.6.2主要飛行狀態(tài)參數(shù)測量
5.6.3飛行器顯示系統(tǒng)
5.6.4導航系統(tǒng)
5.6.5飛行器飛行操縱系統(tǒng)
5.6.6電傳操縱系統(tǒng)
5.6.7飛行器自動控制系統(tǒng)
5.6.8雷達設備
5.6.9防護和救生系統(tǒng)
5.6.10航天測控網(wǎng)
5.7測控儀表與裝置在其他領域中的應用
5.7.1農(nóng)業(yè)自動化
5.7.2醫(yī)學儀器
5.7.3環(huán)境監(jiān)測
5.7.4現(xiàn)代武器裝備
第6章 測控技術與儀器專業(yè)的教學安排和學習方法
6.1知識結構
6.2課程設置
6.2.1課程體系
6.2.2核心課程和知識點內(nèi)容
6.3大學的學習之道
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   （2）自適應控制（Adaptive Control） 自適應控制系統(tǒng)通過不斷地測量系統(tǒng)的輸入、狀態(tài)、輸出或性能參數(shù)，逐漸了解和掌握對象，然后根據(jù)所得的信息按一定的設計方法，做出決策去更新控制器的結構和參數(shù)，以適應環(huán)境的變化，達到所要求的控制性能指標。 自適應控制系統(tǒng)具有三個基本功能：辨識對象的結構和參數(shù)，以便精確地建立被控對象的數(shù)學模型；給出一種控制律以使被控系統(tǒng)達到期望的性能指標；自動修正控制器的參數(shù)。因此自適應控制系統(tǒng)主要用于過程模型未知或過程模型結構已知但參數(shù)未知且隨機的系統(tǒng)。 （3）魯棒控制（Robust Control） 過程控制中面臨的一個重要問題就是模型不確定性。魯棒控制主要解決模型的不確定性問題，但在處理方法上與自適應控制有所不同。自適應控制的基本思想是進行模型參數(shù)的辨識，進而設計控制器。其控制器參數(shù)的調(diào)整依賴于模型參數(shù)的更新，不能預先把可能出現(xiàn)的不確定性考慮進去。而魯棒控制在設計控制器時盡量利用不確定性信息來設計一個控制器，使得不確定參數(shù)出現(xiàn)時仍能滿足性能指標要求。 魯棒控制認為系統(tǒng)的不確定性可用模型集來描述，系統(tǒng)的模型并不唯一，可以是模型集里的任一元素，但在所設計的控制器下，都能使模型集里的元素滿足要求。魯棒控制的一個主要問題就是魯棒穩(wěn)定性，目前常用的有三種方法：代數(shù)方法，其中心問題是討論多項式或矩陣組的穩(wěn)定性問題；李雅普諾夫方法，對不確定性以狀態(tài)空間模式出現(xiàn)時是一種有利工具；頻域法，從傳遞函數(shù)出發(fā)研究問題，如H∞控制，其有效性體現(xiàn)在外部擾動不再假設為固定的，而只要求能量有界即可。 （4）預測控制（Predictive Control） 預測控制不僅適用于工業(yè)過程控制，也能適用于快速跟蹤的伺服系統(tǒng)控制。預測控制方法有動態(tài)矩陣控制（DMC），模型算法控制（MAC），廣義預測控制（GPC），模型預測啟發(fā)控制（MPHC）以及預測函數(shù)控制（PFC）等。這些方法以計算機為實現(xiàn)手段，采取在線實現(xiàn)方式；建模方便，不需深入了解過程的內(nèi)部機理，對模型精度要求不高；采用滾動優(yōu)化策略，在線反復進行優(yōu)化計算，使模型失配、外界環(huán)境的變化引起的不確定性及時得到彌補。 （5）智能控制（Intelligent Control） 智能控制是人工智能和自動控制的結合物，是一類無需人的干預就能夠獨立地驅動智能機器，實現(xiàn)其目標的自動控制。智能控制的注意力并不放在對數(shù)學公式的表達、計算和處理上，而放在對任務和模型的描述，符號和環(huán)境的識別以及知識庫和推理機的設計開發(fā)上。智能控制是20世紀80年代以來極受人們關注的一個領域。

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