测控技术与仪器专业介绍与前景.ppt

测控技术与仪器专业介绍与前景 组员 吴一飙张昊刘奇奇耿家明 华中大测控专业 一 培养目标培养具有良好的思想品德和文化修养 专业理论基础宽厚扎实 富于现代科学创新意识 在测控技术与仪器学科领域从事理论研究 科技开发与组织管理的高素质复合型人才 二 基本规格要求本专业主要由电子学 控制技术 计算机技术 测量学的有关知识构成专业基础 要求学生系统 牢固地掌握测控技术与仪器系统中共存的信息获取及处理技术 系统分析与设计方法 并在仪器设计与制造等方面受到良好的工程实践训练 毕业生应具备以下素质 知识和能力 1 具有较高的人文科学修养 自然科学基础和工程应用技术的综合素质 2 掌握控制科学与工程领域的理论基础和专业知识 了解本专业学科前沿的发展趋势 3 掌握光 机 电 计算机相结合的当代测控技术与科研能力 并具备分析与解决工程实际问题的能力 获取新知识的能力和技术开发与创新能力 4 熟练掌握计算机应用技术和一门外语知识 华中大测控专业 三 培养特色1 以现代控制技术 现代电子技术 现代信息技术和现代网络通信技术为基础 2 控 制 管 理 结合 强 电 弱 电 并重 软 件 硬 件 兼施 四 主干学科仪器科学与技术 控制科学与工程 计算机科学与技术五 主要课程电路理论 模拟电子技术 数字电子技术 微机原理 控制理论 数字信号处理 传感技术 过程控制系统 测控技术与系统 误差理论 弱信号获取方法 微机控制技术 测控技术的主要环节 一 信号采集在信号采集环节 主要是采集对象发出的各种信号 再将这种信号转换成电信号 以便于后续的处理 对象发出的信号大多数是通过传感器来采集的 包括物理信号 如温度 流量 压力等 和化学信号 如湿度 气味等 两大类 当然还包括不能归为这两类的一些信号 如可靠性 价格等 而开关量信号 带有数字信号的特征 则主要是靠带有单片机电路的仪器 如无纸记录仪 进行采集 此外 图像信号自然是由摄像装置来进行采集 测控技术的主要环节 二 信号整理在信号的整理阶段 主要是对采集到的电信号进行平整滤波 模数转换等 转换成便于处理的数字信号 上述三种信号类型在整理阶段的内容有所不同 比如对传感器传来的信号主要是进行信号放大 平整 滤波和模数转换的过程 而对于开关量信号通过无纸记录仪的采集之后一般都能够转换成所需要的数字信号以待输出到下一个处理环节 对于图像信号 经采集之后主要是用于显示 若还需对图像进行处理 再显示 或者发出控制信号 那么也必须将图像信号转换成数字信号 进行处理 这就是一个复杂的问题 测控技术的主要环节 三 信号处理在信号的处理阶段 主要是对数字信号进行处理以便显示 或者发出控制信号 我们通过显示出来的信号来判断自动化系统上对象的运转是否正常 如果信号显示不正常 就需要对信号进行计算与处理 得到控制信号发送给对象 使对象调整运转的状态以复归正常 测控技术的主要环节 四 显示控制在显示与控制环节 显示主要是指将数字信号通过便于我们观察的形式显示出来以便我们进行判断 控制主要是指将控制信号传送给并作用于对象的过程 上面的四个环节就构成了整个测控的过程 如果包括控制的过程 则刚好形成了一个闭环 即信号从对象开始 经过采集 整理 处理 最后又将控制信号作用于对象的闭环 测控技术究竟是干什么的呢 测控技术与生活测控技术与航天测控技术与国防 测控人的希望 现在的社会是快速发展的 仅仅具有某一专业的知识远远不够 同样对于我们测控人来说 仅仅学好测控知识也是不够的 总的来说 我们测控专业的人员应该了解的知识较其他还要更多一些 本专业是一门宽口径通识教育专业 在学科数量方面 大家应该会意识到我们学习的科目要多于其他专业 我们要学习的有关于计算机的 工程机械的等等 但我们要意识到我们学的远没有其专业开设教授的深入 所以以往一些学生学的不深入 不透彻 总以为它们不是我们的专业课 其实不然 我们学习的知识都是相辅相成的 只有我们真真了解 掌握了我们学的知识时 我们才能在以后的实用过程中我们才能得心应手 在充裕的知识基础之上 当我们遇到各色的问题时 我们才能设计出合适的解决方案 我校的测控技术与仪器专业归属信息大类 所以本专业与电子信息方面可谓一脉相承 故我们应该多关注相关专业 退出 测控技术与生活 仪器仪表与传感器传感器是一种检测装置 能感受到被测量的信息 并能将感受到的信息 按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出 以满足信息的传输 处理 存储 显示 记录和控制等要求 它是实现自动检测和自动控制的首要环节 测控技术与生活 在我们的生活中 测控技术运用广泛 大到汽车火车飞机的速度控制 电力系统的闸门控制 空调温度的检测与控制 单片机与电脑的控制 小到声控温控感控开关 防火系统的烟雾检测器 食品成分检测 物质质量分析等等 无不运用了测控技术与仪器的知识 生活中大大小小的仪器设备也都必定运用了测控技术与仪器的相关知识 所以说 测控技术与仪器无处不在 我们的生活也离不开它 返回 测控技术与航天 航天测控网航天测控网是完成运载火箭 航天器跟踪测轨 遥测信号接收与处理 遥控信号发送任务的综合电子系统 由于地球曲率的影响 以无线电微波传播为基础的测控系统 用一个地点的地面站不可能实现对运载火箭 航天器进行全航程观测 需要用分布在不同地点的多个地面站 接力 连接才能完成测控任务 航天测控网由多个测控站 测控中心和通信系统构成 测控技术与航天 航天测控网是指对运行中的航天器 运载火箭 人造地球卫星 宇宙飞船和其他空间飞行器 进行跟踪 测量和控制的大型电子系统 航天测控网包括以下几个方面 跟踪测量系统 跟踪航天器 测定其弹道或轨道 遥测系统 测量和传送航天器内部的工程参数和用敏感器测得的空间物理参数 遥控系统 通过无线电对航天器的姿态 轨道和其他状态进行控制 计算系统 用于弹道 轨道和姿态的确定和实时控制中的计算 测控技术与航天 时间统一系统 为整个测控系统提供标准时刻和时标 显示记录系统 显示航天器遥测 弹道 轨道和其他参数及其变化情况 必要时予以打印记录 通信 数据传输系统 作为各种电子设备和通信网络的中间设备 沟通各个系统之间的信息 以实现指挥调度 各种地面系统分别安装在适当地理位置的若干测控站 包括必要的测量船和测控飞机 和一个测控中心内 通过通信网络相互联接而构成整体的航天测控系统 测控技术与航天 航天测控网的主要内容陆地测控 为确保对航天器轨道的有效覆盖并获得足够的测量精度 通常利用在地理上合理分布的若干航天测控站组成航天测控网 海洋测控 在航天控制中心的指挥下跟踪测量航天器的运行轨迹 接收遥测信息 发送遥控指令 与航天员通信以及营救返回溅落在海上的航天员 还可用来跟踪测量试验弹道导弹的飞行轨迹 接收弹头遥测信息 测量弹头海上落点坐标 打捞数据舱等 飞机测控 测量飞机是航天测控网中的空中机动测控站 可部署在适宜的空域 配合和补充陆上测控站和海上测量船的工作 加强测控能力 卫星测控 天基测控卫星主要是利用通信卫星和跟踪与数据中继卫星系统 跟踪与数据中继卫星系统是一种可跟踪地球轨道飞行器并将数据传回地面站的空间中继站 该系统主要用于实时中继传输各类低轨航天器用户的信息 返回 测控技术与国防 华中大测控专业研究方向 一 模式识别与智能系统主要研究方向1 图像处理与模式识别2 基于机器视觉的检测与控制3 生物医学图像处理4 智能机器人及应用技术5 智能计算与系统6 智能与网络化系统 测控技术与国防 华中大测控专业研究方向 二 导航 制导与控制主要研究方向1 模式识别与精确制导2 飞行器导航制导光电成像探测3 飞行器导航制导路径规划4 飞行器制导控制5 传感与信息获取6 飞行器导航7 多谱成像与遥感图像处理 测控技术与国防 制导技术 1 寻的制导寻的制导是通过弹上的引导系统 寻引头或寻的器 感受目标辐射或反射的能量 自动跟踪目标 导引制导武器飞向目标 2 遥控制导遥控制导是导引系统全部或部分设备安装在弹外制导站 由制导站执行全部或部分的测量武器与目标的相对运动参量并形成制导指令之任务 再通过弹上控制系统导引制导武器飞向目标3 惯性制导惯性制导是利用测量设备测量导弹运动参数的制导技术 惯性制导系统全部安装在弹上 主要有陀螺仪 加速度表 制导计算机和控制系统 测控技术与国防 制导技术 4 全球定位系统 GPS 制导它的工作原理是 利用弹上安装的GPS接收机接收4颗以上导航卫星播发的信号来修正导弹的飞行路线 提高制导精度 5 地形匹配与景象匹配制导地形匹配制导是指在导弹发射区与目标区之间选择若干特征明显的标志区 通