智能化测控系统》课程设计.ppt
测量系统的智能化PPT课件
二标准值实时自校法
自校准功能实现的原理框图如图所准值，输出值为y0＝a0； 第二步标定，输入信号为标准值VR，输出值为yR； 第三步测量，输入信号为传感器的输出Vx，输出值为yx，则被校环节的增益a1为：
a1
yR y0 VR
Vx
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干扰的耦合方式
上述干扰的耦合方式主要有以下四种： ➢静电耦合：即经杂散电容耦合到电路中去。 ➢电磁耦合：即经互感耦合到电路中去。 ➢共阻抗耦合：即电流经两个以上电路之间的公共阻抗耦合到电路中去。 ➢漏电流耦合：即由于绝缘不良由流经绝缘电阻的电流耦合到电路中去。
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电容耦合
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(4)加入校正环节
在整个检测系统中加入非线性校正环节的 方式，可以是串联方式接入，即开环式；也 可以是作为系统的反馈回路接入，即闭环式。 非线性校正环节本身的持性是非线性的，用 它的非线性去补偿检测系统的非线性。非线 性校正环节持性，由检测系统的非线性持性 用解析法或图解法求得。
这是一种分段线性插值法。它是根据精度要求 对反非线性特性曲线（如图5－2）进行分段， 用若干段折线逼近曲线。将折点座标值（ui，xi） 存入数据表中，测量时首先要判断输入被测量xi 的电压值ui是在哪一段，然后根据那一段的斜率 进行线性插值，即得输出值yi=xi。 以三段为例，折点座标值为：(ul，xl），（u2， x2），(u3，x3)，(u4，x4），如图5－3所示。
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数字线性化
上面介绍的线性化方法是在模拟量的输入通道中加非 线性补偿电路。在非电量电测系统中，非线性校正装 置也可以放置在A／D转换之后。随着计算机技术的 广泛应用，尤其是微型计算机的迅速发展，人们想到 了充分利用计算机处理数据的能力。
智能测控系统设计PPT课件
智 能 测 控 系 统 设 计
AD620低价格低功耗仪器放大器
智 能 测 控 系 统 设 计
AD620引脚
智 能 测 控 系 统 设 计
AD626低价格单电源仪器放大器
管脚及其功能
智 能 测 控 系 统 设
计 接电容实现低通 滤波
接地 G=100； 悬空G=10
智 能 测 控 系 统 设 计
AD625应用示例
智 能 测 控 系 统 设 计
3．3 可编程增益放大器（PGA）
智
1. AD526同相比例放大器
能
测
2. LH0084仪器放大器
控
系
统
设
计
AD526同相比例放大器
智 能 测 控 系 统 设 计
AD526管脚
智 能 测 控 系 统 设 计
LH0084仪器放大器
双二次型低通滤波器
智 能 测 控 系 统 设 计
二阶压控电压源高通滤波器
低通滤波器 中电阻电容
交换位置
智 能 测 控 系 统 设 计
无限增益多路反馈高通滤波器
低通滤波器 中电阻电容
交换位置
智 能 测 控 系 统 设 计
双二次型高通滤波器
智 能 测 控 系 统 设 计
3．5 集成开关电容滤波器
LMF40的振荡器
智 能 测 控 系 统 设 计
可以构造一个 RC振荡器
LMF40的典型连接
智 能 测 控 系 统 设 计
集成有源滤波器芯片MAX280
5阶（片外1阶，片内4阶），零直流误差，低通 滤波器。分频比100:1，截止频率0~20kHz
智 能 测 控 系 统 设 计
智能化测控应用系统设计
目录1 前言 (2)1.1设计思想 (2)1.2设计任务和技术指标 (2)2.总体方案设计 (3)2.1总体方案框图 (3)2.2方案一 (3)2.3方案二 (5)2.4方案论证和方案选择 (5)3.单元模块的设计 (7)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (7)3.1.1 LM317可调稳压电压源基本电路的设计 (7)3.1.2 DAC0832控制部分的设计 (7)3.1.3 单片机控制部分的设计 (9)3.2电路参数的计算及元器件的选择 (9)3.2.1 整流电路的参数计算及元件选择 (9)3.2.2 滤波电路的参数计算及元器件的选择 (10)3.2.3 LM317的参数计算 (10)3.3特殊器件的介绍 (11)3.3.1 DAC0832的介绍 (11)3.3.2 ULN2803 (12)3.4各单元模块的联接 (13)4.软件设计 (14)4.1说明软件设计原理及设计所用工具 (14)4.2软件设计总体流程图 (14)4.3主要软件设计流程框图 (15)4.3.1初始化模块 (15)4.3.2 LED显示模块 (16)5系统调试 (17)5.1系统软件调试 (17)5.1.1制图软件：protel 99 se (17)5.1.2仿真软件：ISIS (17)5.2系统硬件调试 (17)6系统功能、指标参数 (18)6.1系统能实现的功能 (18)6.2系统指标参数测试 (18)6.3系统功能及指标参数分析 (18)7结论 (19)8总结与体会 (20)9.参考文献 (21)附录1： (22)附录2 程序清单 (23)1 前言1.1设计思想在现代生活中，几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源，因此直流稳压电源的应用非常的广泛。
直流稳压电源的电路形式有很多种,有串联型、开关型、集成电路、稳压管直流稳压电源等等。
在电子设备中，直流稳压电源的故障率是最高的（长期工作在大电流和大电压下,电子元器件很容易损坏）但在直流稳压电源中，通过整流、滤波电路所获得的直流电源的电压往往是不稳定的，这样将会引起很多问题。
测控技术的课程设计
测控技术的课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解测控技术的基本概念、原理及在实际应用中的重要性；2. 掌握测控系统中的传感器、执行器、数据采集与处理等关键技术；3. 理解并掌握测控系统的设计原则和方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决实际测控问题，具备初步的测控系统设计能力；2. 能够操作常见的测控设备，进行数据采集、处理和分析；3. 能够运用测控软件进行数据可视化及分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对测控技术的兴趣，激发学生主动探究新知识的精神；2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 增强学生的创新意识和实践能力，使其具备解决实际问题的自信心。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，注重培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，对新技术有一定的好奇心，但实践能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，采用案例教学、实验教学等方法，引导学生主动参与，提高学生的实践能力和创新意识。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 测控技术基本概念与原理：包括测控系统的定义、功能、分类及其在工业、农业、医疗等领域的应用。
教材章节：第一章 测控技术概述内容列举：测控系统的发展历程、基本组成与工作原理。
2. 传感器与执行器：介绍各种传感器的工作原理、特性及应用，以及执行器的种类、性能和选用原则。
教材章节：第二章 传感器与执行器内容列举：传感器分类、原理及选型，执行器类型、性能及控制方法。
3. 数据采集与处理：讲解数据采集系统的组成、工作原理，以及数据预处理、分析和可视化方法。
教材章节：第三章 数据采集与处理内容列举：数据采集硬件与软件，信号处理方法，数据可视化技术。
4. 测控系统设计：阐述测控系统设计的原则、步骤和方法，结合实际案例进行分析。
教材章节：第四章 测控系统设计内容列举：系统设计原则，硬件选型与连接，软件开发与调试。
智能化测控应用系统设计报告正文
1前言 (2)2总体方案设计 (3)2.1方案对比 (3)2.1.1 方案一 (3)2.1.2 方案二 (4)2.2方案论证 (4)2.3方案选择 (5)3单元模块设计 (6)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (6)3.1.1 单元模块功能介绍 (6)4软件设计 (13)4.1软件设计原理及设计所用工具 (13)4.1.1 制图软件Altium Designer Winter 09 (13)4.1.2 Keil仿真软件 (14)4.2系统程序设计 (14)4.2.1 主程序流程图 (15)4.2.2 主程序设计流程 (16)5系统调试 (17)6结论 (18)7总结与体会 (19)8谢词 (20)9参考文献 (21)附录1 (22)附录2 (23)附录3 (24)附录4 (25)1 页1前言自行车被发明及使用到现在已有两百多年的历史，这两百年间人类在不断的尝试与研发过程中，将玩具式的木马车转换到今日各式新颖休闲运动自行车，自行车发展的目的也从最早的交通代步的工具转换成休闲娱乐运动的用途。
随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。
因此，人们希望自行车的功用更强大，能给人们带来更多的方便。
自行车里程速度表作为自行车的一大辅助工具也正是随着这个要求而迅速发展的，其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能。
本设计采用了MCS-51系列单片机设计一种体积小、操作简单的便携式自行车的速度里程表，它能自动地显示当前自行车行走的距离及运行的速度。
2 页3 页2总体方案设计根据本系统所要实现的功能为：1、设计以单片机和速度感器为核心的速度过高报警装置。
2、能实现自行车轮子圈数信号的检测、传输和处理功能。
3、当自行车速度超过一定值时报警。
4、具有实时显示速度值或里程值和速度超高报警功能。
所以根据设计要求制定了以下两种方案。
测控系统培训课程设计
测控系统培训课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解测控系统的基本原理，掌握测控系统各组成部分的功能及相互关系。
2. 掌握测控系统常用的传感器及其工作原理，了解其在实际应用中的选型方法。
3. 学会分析测控系统的性能指标，了解影响系统性能的因素。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的测控系统，并进行仿真实验。
2. 掌握测控系统调试与故障排除的基本方法，具备实际操作能力。
3. 能够使用相关软件对测控系统进行数据采集、处理和分析，提高实际应用能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对测控技术浓厚的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 增强学生的团队合作意识，培养其在实际工程项目中与他人协同工作的能力。
3. 引导学生关注测控技术在国家经济建设和国防事业中的应用，培养其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的物理、数学和电子基础知识，对测控技术有一定了解，但实际操作能力较弱。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，培养其解决问题的能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，使其成为具有社会责任感和使命感的优秀人才。
通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 测控系统概述：介绍测控系统的基本概念、发展历程、应用领域，使学生了解测控技术的重要性。
教材章节：第一章 测控系统概述内容：测控系统基本概念、发展历程、应用领域。
2. 测控系统硬件组成：讲解传感器、执行器、信号调理电路等硬件组成部分，使学生掌握各部分功能及选型方法。
教材章节：第二章 测控系统硬件组成内容：传感器、执行器、信号调理电路、数据采集卡。
3. 测控系统软件设计：介绍测控系统软件设计方法，包括数据采集、处理、分析等，提高学生的实际应用能力。
智能化测控应用系统设计报告正文
目录1 前言 (1)2总体方案设计 (2)2.1方案一：采用单片机来控制超声波测距 (2)2.2 方案二：采用锁相环频率合成技术 (3)3单元模块设计 (4)3.1 51系列单片机的功能特点 (4)3.2单片机控制LED显示 (5)3.3键盘输入 (6)3.4超声波发射电路 (7)3.5超声波接收电路 (8)4软件设计 (10)4.1主程序流程图 (10)4.2外中断程序 (11)4.3超声波发射程序 (11)4.4键扫描子程序 (12)5系统调试 (13)6结论 (14)7总结与体会 (15)8参考文献 (16)附录 (17)设计电路图 (17)相关设计程序： (18)1 前言目前,非接触式测距仪常采用超声波、激光和雷达。
但激光和雷达测距仪造价偏高,不利于广泛的普及应用,在某些应用领域有其局限性,一般仅用于军事工业。
相比之下,超声波测距系统电路易实现、结构简单和造价低,且超声波在传播过程中不受烟雾、空气能见度等因素的影响对外界光线、色彩和电磁场不敏感,更适于黑暗、电磁干扰强、有毒、灰尘或烟雾的恶劣环境,在识别透明及漫反射性差的物体上也更有优势。
所以超声波测距在各种场合均得到广泛应用,如倒车防撞雷达、海洋测量、物体识别、工业自动控制,建筑工程测量和机器人视觉识别。
本课题设计了一种以AT89C52 单片机为核心的低成本、高精度、小型化的超声波传感器测距仪，其硬件电路和软件程序设计思路清晰，方案简单可行，而且利用51系列单片机设计的测距仪便于操作、读数直观，该类测距仪工作稳定，能满足一般近距离测距的要求，且成本较低、有良好的性价比。
2总体方案设计2.1方案一：采用单片机来控制超声波测距采用单片机来控制的超声波测距仪是先由单片机产生一个信号，经过信号线，把信号引入到与超声波发射器相连的信号引脚上，再由超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
智能测试系统设计二PPT课件
4.5 实例图片：工控机
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4.5 PC机自动测试系统２
4.5.2 系统设计实例 以单片机为核心的测试系统的不足在于：软件资源难于利用，控制界面
不太友好，数据存储量小，固件程序修改困难。 基于PC的自动测试系统的常见数据通信方式：插卡式(PCI、ISA等)、外
总线式(RS-232、USB等)。 基于PC的数据采集卡的基本设计方法 PC与I/O插卡的接口电路由译码、缓冲、逻辑控制电路组成，如图4-21 实例图片：数据采集卡（PCL-818L /USB2010 ） 、模块（I-7017）
4.６分布式自动测试系统２
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4.６分布式自动测试系统３
4.6.3 单片机与PC机的串行通信 (1) 单片机与PC机的串行接口电路(图4-28) (2) 通信协议 (3) 通信编码说明 (4) 波特率设定 (5) PC机发送和接收数据 (6) 单片机发送接收子程序
4.6.4 实例——基于串口通讯的内压容器应力测定实验系统(paper)
4.5 PC机自动测试系统１
4.５ PC机自动测试系统 4.5.1 PC机的选择原则
一般而言，重要场合使用的自动测试系统，应选用工控机作系统主机； 而普通民用测试系统选用普通商用PC作主机。
实例图片：工控机 (1) 微处理器选型 (2) 内存配置 (3) 硬盘配置 (4) 扩展总线配制
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据。 原则上讲，凡未被占用的地址用户都可以使用，但要考虑系统的现有配
置情况和计算机厂家今后的发展。一般用户可使用300H～31FH地址，它是 留作实验卡用的。 3. 数据的输出输入 4. A/D卡接口编程 4.5.3 实例——基于PC的压缩机性能综合测试系统(paper) 4.5.4 实例——虚拟仪器技术在换热设备性能研究中的应用(paper)
智能化测控系统课程设计
智能化测控系统课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握智能化测控系统的基本概念、原理和应用，培养学生运用智能化测控系统解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解智能化测控系统的定义、发展历程和分类；（2）掌握智能化测控系统的基本原理和主要组成部分；（3）熟悉智能化测控系统在各个领域的应用案例。
2.技能目标：（1）能够运用智能化测控系统的理论知识分析和解决实际问题；（2）具备使用智能化测控系统相关软件和硬件设备的能力；（3）能够独立完成简单的智能化测控系统设计和调试。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对智能化测控系统的兴趣和好奇心，激发学生学习的积极性；（2）培养学生团队合作精神，提高学生沟通与协作能力；（3）培养学生遵循科学伦理，注重信息安全，关爱生态环境的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.智能化测控系统的基本概念：介绍智能化测控系统的定义、发展历程和分类，使学生了解智能化测控系统的基本概念。
2.智能化测控系统的原理：讲解智能化测控系统的工作原理，包括传感器、执行器、控制器和算法等主要组成部分，使学生掌握智能化测控系统的工作原理。
3.智能化测控系统的应用：介绍智能化测控系统在工业、农业、医疗、家居等领域的应用案例，让学生了解智能化测控系统在实际生活中的应用。
4.智能化测控系统的设计与实现：讲解如何设计并实现一个简单的智能化测控系统，包括硬件选型、软件编程、系统调试等过程，培养学生实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解智能化测控系统的相关概念、原理和应用，使学生掌握基本知识。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解智能化测控系统在各个领域的应用，提高学生的应用能力。
3.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，培养学生的实际操作能力和实践能力。
4.讨论法：学生进行课堂讨论，激发学生的思考，提高学生的沟通与协作能力。
智能测试系统设计一PPT课件
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4.4.1 数据采集系统的结构
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4.4.1 数据采集系统的结构—多路开 关11. 多路开关
作用：轮流切换各被测回路A/D转换电路间通路，以达到分时的目的。 模拟开关的理想情况：开关接通时导通电阻等于零，无附加残余电动势，
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4.4.1 数据采集系统的结构—采样/保持器4
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4.4.1 数据采集系统的结构—放大器1
3. 放大器 放大器的作用：传感器的输出信号电平低、内阻高，且常伴随着较高
的共模电压，因此传感器的输出信号需要经过高输入阻抗(远大于信号 源内阻)、抗共模电压干扰能力强的放大器的放大才能送到A/D转换器。 常用的放大器：测量放大器〔又称仪器放大器)与可编程增益放大器。 (1) 测量放大器 集成测量放大器AD627：是美国模拟器件（AD）公司生产的测量放大 器，具有体积小、功耗低、精度高、可单电源或双电源供电的特点。 引脚定义及使用（图4-12） 引脚：电源端、信号输入、输出端、反馈端、增益调整端。 放大增益由引脚1、8间阻抗Rg决定：
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4.4.1 数据采集系统的结构—采样/保持 器1
2. 采样/保持电路 定义：采样/保持电路是根据状态控制指令截取输入模拟电压瞬时值（采
样过程），并把这一瞬时值保留一段时间（保持时间）的功能单元。 作用：A/D转换需要时间，在转换期间，信号要保持不变才能保证一定
的转换精度。为保证转换精度，必须在A/D转换之前加采样保持电路， 使得在A／D转换期间输入的模拟信号保持不变。 结构组成：采样保持电路（图4-９）由输入输出缓冲放大器、模拟开关 及控制电路、保持电容（用户外接）组成。 工作原理：采样保持电路有两种工作状态：一是采样状态（电容充电）， 控制信号由低变高，控制开关合上，电路处于采样状态，输出随输入而 变化；二是保持状态，控制信号由高到低．开关打开，输出保持充电时 的最终电压值。采样保持示意如图4-10所示。
《智能系统设计》课件
系统架构选择
根据需求分析结果，选择 合适的系统架构，如分层 架构、事件驱动架构等。
模块划分
将系统划分为若干个模块 ，明确模块间的接口和通 信方式。
系统部署图
绘制系统部署图，明确系 统的硬件和软件环境、网 络拓扑结构等。
算法设计与实现
算法选择与设计
根据系统需求，选择合适的算法，并进行详 细设计。
03
智能系统设计方法
需求分析
明确需求来源
研究项目背景、目标用户群体、 市场需求等，确保对需求有全面 深入的理解。
需求调研
通过问卷调查、访谈、观察等方 式收集用户需求，并对需求进行 分类、整理和分析。
需求规格说明
编写详细的需求规格说明书，明 确系统的功能、性能、安全性等 方面的要求。
系统架构设计
详细描述
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，智能系统的发展趋势包括更加智 能化、自主化、协同化、云端化等。未来智能系统将更加注重人机交互、情感 计算和伦理问题等方面的研究与应用。
02
智能系统设计基础
硬件基础
硬件架构
介绍智能系统的硬件组成，包括中央处理器、存储器 、输入输出设备等。
嵌入式系统
解释嵌入式系统的概念、特点和应用，以及其在智能 系统中的作用。
自动驾驶车辆
通过传感器、雷达、GPS等技术，实 现车辆的自主驾驶和智能调度，提高 道路运输效率和安全性。
智能停车系统
通过智能化技术，实现停车场的自动 化管理和车辆的智能调度，提高停车 效率和便利性。
智能医疗系统
远程诊疗
通过视频通话、医学影像等技术，实现医 生与患者之间的远程交流和诊断，提供便
捷的医疗服务。
展望
测控系统综合课程设计
测控系统综合课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握测控系统的基本原理和设计方法，提高学生的实际动手能力和创新能力。
通过本课程的学习，学生应能理解测控系统的工作原理，掌握测控系统的设计方法和步骤，具备分析和解决测控系统问题的能力。
具体来说，知识目标包括：了解测控系统的基本概念、组成和分类；掌握测控系统的硬件和软件设计方法；熟悉各种测控技术的原理和应用。
技能目标包括：能够使用测控系统相关设备和工具进行实际操作；能够根据实际需求设计简单的测控系统；能够对测控系统进行调试和维护。
情感态度价值观目标包括：培养学生的团队合作意识和沟通能力；增强学生对测控技术在工程应用中的重要性的认识；提高学生对测控系统安全性和可靠性的关注。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括测控系统的基本原理、设计方法和应用实践。
具体包括以下几个部分：1.测控系统的基本原理：介绍测控系统的定义、组成和分类，讲解测控系统的工作原理和相关理论知识。
2.测控系统的设计方法：讲解测控系统的设计方法和步骤，包括需求分析、硬件设计、软件设计等。
3.测控系统的应用实践：介绍各种测控技术的原理和应用，通过实际案例分析，使学生能够将理论知识应用到实际问题中。
4.测控系统的调试和维护：讲解测控系统的调试和维护方法，培养学生对测控系统运行状况的监控和解决问题的能力。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括以下几种方法：1.讲授法：通过讲解测控系统的基本原理、设计方法和应用实践，使学生掌握相关理论知识。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生能够将理论知识应用到实际问题中，提高学生的实际操作能力。
3.实验法：通过实际操作，使学生能够深入了解测控系统的工作原理和设计方法，提高学生的动手能力。
4.小组讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力，促进学生对测控技术的研究和探讨。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内知名出版社出版的测控系统相关教材，作为学生学习的主要参考资料。
智能化测控系统的设计与实现
智能化测控系统的设计与实现在当今科技飞速发展的时代，智能化测控系统在各个领域的应用日益广泛，从工业生产到航空航天，从医疗设备到智能家居，都离不开智能化测控系统的支持。
智能化测控系统能够实现对各种物理量的精确测量、实时控制和智能化处理，大大提高了生产效率和产品质量，改善了人们的生活品质。
那么，如何设计和实现一个高效、稳定、智能化的测控系统呢？一、智能化测控系统的概述智能化测控系统是一种集测量、控制、数据处理和通信等功能于一体的综合性系统。
它通过传感器获取被测量对象的相关信息，经过信号调理和转换后，将其传输给控制器进行处理和分析。
控制器根据预设的算法和控制策略，生成控制指令，驱动执行机构对被测量对象进行调节和控制，从而实现对系统的精确测控。
同时，智能化测控系统还具备数据存储、显示、通信等功能，能够将测量数据和控制结果及时反馈给用户，并与其他系统进行交互和协同工作。
二、智能化测控系统的设计要求1、高精度和高可靠性智能化测控系统需要对被测量对象进行精确测量和控制，因此必须具备高精度和高可靠性。
这就要求在系统设计中，选择高精度的传感器、合理的信号调理电路和先进的控制算法，同时要考虑系统的抗干扰能力和容错能力，确保系统在恶劣环境下能够稳定可靠地工作。
2、实时性和快速响应在许多应用场景中，智能化测控系统需要对被测量对象的变化做出实时响应，以保证系统的性能和安全。
因此，系统的采样频率、数据处理速度和控制指令输出速度都要满足实时性要求，能够在短时间内完成测量、计算和控制操作。
3、智能化和自适应性随着科技的不断进步，智能化和自适应性成为了智能化测控系统的重要发展方向。
系统应具备自动检测、诊断和修复故障的能力，能够根据环境变化和工作条件的不同，自动调整控制参数和策略，以达到最佳的测控效果。
4、开放性和可扩展性为了适应不同的应用需求和技术发展，智能化测控系统应具备良好的开放性和可扩展性。
系统应支持多种通信协议和接口标准，便于与其他设备和系统进行集成和互联；同时，系统的硬件和软件应采用模块化设计，便于功能的扩展和升级。
智能测控系统设计1_概述与常用传感器选用PPT文档92页
测
控
3. 阻尼比：二阶系统的特征参数。
系
统
导
论
传感器的使用环境
1. 自然环境：温度、湿度、淋雨、气压、
振动、冲击等，分为商用品、工业品、
智
军用品。
能
测 2. 工作环境：易燃、易爆、粉尘、油污、
控 系
工作介质等。
统
导 3. 工作条件：电源、功耗、抗干扰等。
论
传感器的使用方便性
1. 接口功能：电源、输出信号形式、电缆
芯数、接插件等。
智 能
2. 外型：体积、重量、形状、运输等。
测
控 3. 安装：安装方式、安装要求、安装尺寸、
系 统
安装工具等。
导
论 4. 操作：连接方便性、调节方便性、标定
方便性等。
传感器的维护方便性
1. 可靠性：平均无故障时间、抗过载能力等。
智 2. 寿命：工作年限、疲劳性能、定期标定。
能 测
3. 可更换性：是否可更换、是否方便更换。
非线性: 0.03%F.S
滞后: 0.03%F.S
重复性: 0.02%F.S
蠕变: 0.03%F.S/10min
零点输出: ±1%F.S
输入阻抗: 350±5Ω
: 输出阻抗: 350±3Ω
现场总线测控系统示意图 主控站
传感器 信号调理电路 数据采集 微机
总线接口
智
能 传感器 信号调理电路 数据采集 微机 测
总线接口
控
系
现
统
场
导
总
论
线
传感器 信号调理电路 数据采集 微机
总线接口
现场总线系统的特点
1.全数字化通信，所有智能现场仪表带有总线接口，挂 接在现场总线上，线缆少，且通信快速可靠；
测控系统综合课程设计
测控系统综合课程设计是一个综合性的项目，通常在测控系统或自动化相关专业的课程中进行。
这个设计项目旨在让学生应用所学的知识和技能，设计和实现一个完整的测控系统，涉及硬件和软件的开发，以解决实际的测量和控制问题。
下面是一个测控系统综合课程设计的大致步骤和内容：1. 项目选题：学生根据自己的兴趣和专业方向选择一个测量和控制问题，并确定项目的目标和要求。
可以是一个实际应用场景中的问题，如温度、压力、湿度等的测量和控制，或者是基于开源硬件平台的控制系统设计等。
2. 系统设计：学生需要进行系统设计，包括硬件选型与连接、传感器和执行器的选择与接口设计、信号调理与采样、控制算法设计等。
根据项目要求，设计合适的系统架构和设计方案。
3. 硬件搭建：根据系统设计，学生需要购买或制作所需的硬件设备，并进行搭建和连接，包括传感器、执行器、数据采集卡等。
4. 软件开发：学生需要进行软件开发，包括嵌入式系统程序设计、人机界面设计、数据处理与分析等。
可以使用相应的开发工具和编程语言进行开发，如C/C++、Python等。
5. 系统集成与测试：学生需要将硬件和软件进行集成，并进行系统的测试和调试。
确保系统的各个模块能够正常工作，并进行功能测试和性能评估。
6. 报告撰写与展示：学生需要编写课程设计报告，记录设计思路、系统实现、测试结果等。
此外，还需要进行口头展示，向其他同学和老师介绍设计思路、系统功能和成果。
在整个课程设计过程中，学生需要进行充分的实践操作和理论学习，掌握所涉及的知识和技能。
通过这个综合设计项目，学生可以加深对测控系统的理解，培养实际问题解决的能力，并提高工程实践能力。
同时，设计项目还有助于学生将所学的理论知识应用到实际工程项目中，提升综合能力和创新思维。
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差，计算相位测量的相对误差。
5 课 程 设 计 1天
报告
完成课程设计报告，要求说明1－5环节中具体的实现的方法以及测量结果。
考核办法
课程设计的成绩由平时考勤、设计报告、程 序三部分构成，其中
平时考勤成绩满分100分，占课程设计总成绩的 10%；
设计报告成绩满分100分，占课程设计总成绩的 40%；
《智能化测控系统》课程设计
基于LABVIEW的交流参数测量 虚拟仪器
自动化与电气工程学院 程金 2019/12/20
本课程的性质、目的与任务及对先开课程的要求：
1.课程的性质 《基于LABVIEW的交流参数测量虚拟仪器》是测控与仪器专业学 生在学习《智能化测控系统》课程的基础上，以LABVIEW为实验 平台，培养学生运用所学知识与技术开展综合设计和创新实践的 能力，增强学生灵活性和创新意识，进一步使学生了解智能仪器 的发展方向及新技术，熟悉虚拟仪器的基本结构及工作原理，掌 握虚拟仪器多种类型信号的数据采集方法以及信号分析和处理技 术。
基于FFT的方法
课程设计的主要内容四：相位测量
基于自相关的方法
注意事项
可自由组合成小组完成课程设计，但不能抄袭。 周五上午开始验收程序，下午5：00前必须提
交课程设计报告。 报告采用word文档编辑，要求内容完整（包括
设计的前面板、程序框图、测量方法原理等。）
谐波失真是谐波分量的幅值和基波幅值的相对量。假如基波的 幅值是A1，而二次谐波的幅值是A2，三次谐波的幅值是A3， 四次谐波的幅值是A4。。。。。。N 次谐波的幅值是AN，总 的谐波失真（THD）为：
课程设计的主要内容二：滤波和谐波失真
对输入信号进行完整的谐波分析，包括测定基 波和谐波，返回基波频率和所有的谐波幅度电 平，以及总的谐波失真度（THD）。
3 信号处理
1天
设计滤波器（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、IIR滤波器、FIR滤波 器等可选），显示滤波后的电压和电流信号；分析信号的谐波失真。
4 频率测量
设计子VI，分别采用多周期计数法、线性插值法和三点法三种方法测量电压
1天
信号的频率，计算三种方法的频率测量的相对误差。 设计子VI，分别采用FFT方法和自相关法测量电流信号与电压信号度的相位
课程内容、学时分配及基本要求
序号 课程内容 学时
基本要求
1 准备工作
教师集中讲解《基于LABVIEW的交流参数测量虚拟仪器》课程设计的主要
1天
内容及要求，计划课程设计的一周日程安排。学生完成课程设计题目的
总体方案。
2
仿真信号 源设 计
1天
设计双路正弦信号源，前面板中能够设置信号的频率、幅值和相位，以及噪 声幅值，显示信号曲线。
3.对先开课程的要求 课程设计的先修课程包括《电路》、《模拟（数字）电子技术基 础》、《信号分析与处理》等。
教学基本要求：
本课程设计要求学生在LABVIEW实验平台上，设计双路正弦信号 源，以此作为分析的电压和电流仿真信号，完成各交流参数的测 量。
具体要求： 设计双路正弦信号源，前面板中能够设置信号的频率、幅值和相 位，以及噪声幅值，显示信号曲线。 设计程序框图，实现交流参数的测量。 包括电压和电流的有效值， 相位、功率因数，有功/无功功率、谐波失真（THD）。 选择滤波器（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、IIR滤波器、 FIR滤波器等可选），显示滤波后的电压和电流信号； 设计子VI，分别采用多周期计数法、线性插值法和三点法三种方 法测量电压信号的频率，计算三种方法的频率测量的相对误差。 设计子VI，采用FFT方法测量电流信号的频率和相位，计算相位测 量的相对误差。 要求前面板的界面设计合理美观，程序框图层次清楚。 完成课程设计报告，要求说明1－5环节中具体的实现的方法以及 测量结果，包括设计的各个VI的前面板和程序框图。
程序成绩满分100分，占课程设计总成绩的50%。
前面板示例
课程设计的主要内容一：双路正弦信号源
前面板
程序框图
课程设计的主要内容一：双路正弦信号源
DBLSin Wave课程计的主要内容二：滤波和谐波失真
为了决定一个系统引入非线性失真的大小，需要得到系统引入 的谐波分量的幅值和基波的幅值的关系。
课程设计的主要内容三：频率测量
多周期计数法-－douzhouqi.vi
课程设计的主要内容三：频率测量 线性插值法--xianxingchazhi.vi
课程设计的主要内容三：频率测量 三点法—sandian.vi
课程设计的主要内容四：相位测量
基于FFT的方法
课程设计的主要内容四：相位测量
最高谐波控制用于谐波分析的最高谐波，包括 基频。例如，对于三次谐波分析，将最高谐波 设为3，以测量基波、二次谐波和三次谐波。
课程设计的主要内容三：频率测量
子VI设计
多周期计数法-－douzhouqi.vi 线性插值法--xianxingchazhi.vi 三点法—sandian.vi
2. 目的与任务 计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。虚拟 仪器以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。 通过本课程设计，使学生了解智能仪器的分类、组成、特点以及 智能仪器的发展方向及新技术；掌握虚拟仪器的数据采集技术、 人机对话接口技术以及典型数据处理算法。能够熟练运用所学知 识进行智能仪器的设计和开发。