测量与控制系统
测量与控制系统的设计与实现
测量与控制系统的设计与实现随着科技的进步，测量与控制系统在现代生产领域中扮演着至关重要的角色，不仅可以保证生产过程的稳定性和优化产能，更能有效地降低能源消耗和运营成本。
本文将探讨测量与控制系统的设计与实现这一话题，从理论和实践两个方面进行阐述，旨在帮助读者深入了解该领域的关键技术和应用。
一、理论基础1.1 传感器技术传感器是测量与控制系统的核心组件之一，它能够将各种物理量例如位移、温度、压力等转化为电信号进行传输和处理，为后续的控制和优化提供数据支持。
传感器的类型非常多样化，包括光电传感器、电感传感器、压力传感器等，选择合适的传感器对整个系统的准确性、稳定性会产生极大的影响。
1.2 控制算法控制算法是指通过对测量数据的处理和分析，计算出需要对系统进行的下一步操作，在实施控制过程中尽可能地减小误差，并达到最优运行状态。
常用的控制算法包括PID、反馈控制、模糊逻辑控制等，针对不同情况和应用场景选择合适的算法是设计测量与控制系统时不可忽视的重要环节。
1.3 通讯协议测量与控制系统通常需要与外部设备进行数据的交互和通讯，因此通讯协议的选择和设计也是关键的一环。
主流的通讯协议包括Modbus、Profibus、CAN、Ethernet等，各有其优缺点。
正确的通讯协议选择和配置，可以最大限度地提高系统的实时性、稳定性和可靠性。
二、实际应用2.1 工业自动化工业自动化是测量与控制系统的主要应用之一，通过对工厂的自动化控制，提高生产效率和生产质量。
该系统能够实现各种设备和机器的自动化控制，调节生产质量和产量，监控设备的性能，确保生产线的稳定性和可靠性。
例如汽车制造中的生产线控制，食品加工生产线控制等。
2.2 能源管理测量与控制系统在能源管理领域也产生了巨大影响，通过对能源消耗的监控和优化，大幅度降低运营成本和环境污染。
该系统能够在管理能源时，帮助企业快速实现对能源的节约，减少不必要的浪费。
例如工厂和建筑的能源管理、水电站和太阳能发电厂的监控系统。
测量系统分析及质量控制
测量系统分析及质量控制测量系统是指用于获取和分析各种尺寸和特征的工具、设备和流程。
它对于制造业和各种其他行业来说至关重要，因为它能够确保产品和服务的准确性、一致性和可靠性。
为了确保测量系统的正确性，必须进行一系列的分析和控制。
在本文中，我们将探讨测量系统分析及其在质量控制中的应用。
第一部分：测量系统分析测量系统分析是指有意识地评估测量系统可能出现的误差、偏差和不确定性。
这种分析通常由专业技术人员在适当的环境下进行。
在进行这种分析时，需要考虑到各种因素，例如测量设备、测量方法、测量对象和环境条件等。
以下是一些常见的测量系统分析方法。
1. 重复性和再现性分析重复性是指在相同测量条件下重复测量同一物品所得到的结果之间的差异。
再现性是指在不同测量条件下测量同一物品所得到的结果之间的差异。
通过重复性和再现性分析，可以确定测量系统的稳定性和准确性。
2. 直线度和平面度分析直线度和平面度是指物体表面偏离真实的直线或平面的程度。
通过直线度和平面度分析，可以确定测量设备的准确性和精度。
3. 单设备多样本分析单设备多样本分析是指使用同一测量设备测量多个相同或类似的物品。
通过这种方法，可以确定测量设备的稳定性和准确性。
以上是一些常见的测量系统分析方法，但不局限于这些。
在实际应用中，根据需要进行具体的分析方法。
第二部分：测量系统质量控制在测量系统分析的基础上，可以对测量系统进行质量控制。
两者有许多相似之处，但也存在一些不同之处。
测量系统质量控制的目的在于确保测量系统的准确性和可靠性。
以下是一些常见的测量系统质量控制方法。
1. 标准化测量环境测量设备必须在一个标准化的环境中使用。
这意味着温度、湿度、光线等条件必须受到控制。
通过维持稳定的环境条件，可以减少测量结果的不确定性。
2. 维护和标定测量设备必须经常进行维护和标定。
这意味着要确保设备处于最佳状态，并能够提供可靠的测量结果。
每台设备必须按照规定的周期进行标定。
标定过程是使用已知尺寸或特征的物品对测量系统进行比较，以确保测量系统的准确性。
测控系统 (3)
测控系统介绍测控系统是指一种利用各种传感器、仪器和控制装置进行实时监测、测量、控制和管理的系统。
它可以应用于各种领域，如工业生产、实验室研究、环境监测等。
测控系统不仅可以提供数据采集和实时监控功能，还可以实现自动化控制和远程管理，为生产和研究提供了更高的效率和便利。
测控系统的组成测控系统一般由传感器、信号传输、数据处理和控制装置等组成。
1. 传感器传感器是测控系统中的关键组件之一，其作用是将被测量转化为电信号，并将其送入测量仪器或控制器。
传感器的选择应根据被测量的属性和环境条件来确定，常见的传感器有温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。
2. 信号传输信号传输是指将传感器采集的电信号传输到数据处理单元或控制装置的过程。
根据传输距离和传输速率的不同，信号传输可以采用有线传输或无线传输方式。
有线传输包括常见的串口、以太网和CAN总线等，无线传输包括蓝牙、Wi-Fi和LoRa等。
3. 数据处理数据处理是测控系统中的核心环节，它负责对采集到的信号进行数字化、滤波、放大等处理，以得到准确的测量结果。
数据处理还可以包括数据压缩、数据存储和数据分析等功能，并通过人机界面展示给用户。
4. 控制装置控制装置是测控系统的控制中心，它接收数据处理单元处理后的信号，并根据一定的算法和逻辑进行控制操作。
控制装置可以是嵌入式控制器、PLC、工控机等，根据具体的应用场景和要求来选择。
测控系统的应用测控系统广泛应用于各个领域，如工业生产、实验室研究、环境监测、医疗设备等。
1. 工业生产在工业生产中，测控系统可以用于生产过程的监测和控制。
通过实时采集机器的参数，如温度、压力、流量等，可以实现对生产过程的精确控制和故障检测。
测控系统还可以实现生产数据的记录和分析，为生产过程的改进提供可靠数据支持。
2. 实验室研究在科学研究和实验室环境中，测控系统可以帮助研究人员采集实验数据并对其进行分析。
通过测量和控制实验条件，可以提高实验的准确性和可重复性。
位移测量与控制系统
4位绝对码光电编码器码制
位置
二进制码
十进制码
A
0000
0
B
0001
1
C
0010
2
D
0011
3
E
0100
4
F
0101
5
G
0110
6
H
0111
7
I
1000
8
J
1001
9
K
1010
10
L
1011
11
M
1100
12
N
1101
13
O
1110
100 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
物台或工作台上，然后，在三维空间中，通过某种机电传动方式，移动到与
加工机构（各类加工头）有特定相对位置要求的待加工位置。
❖
由于被加工物料或工件与加工机构有特定相对位置关系，因此，被加工
物料或工件被安装（夹）固定于载物台或工作台上后，也可能是加工机构在
三维空间中，通过某种机电传动方式，移动到与载物台或工作台有特定相对
位置要求的加工位置。
❖ 无论是工作台移动，还是加工头移动，都属于通过某种机电传动方式达 到一刚体在三维空间中的几何位移的测量与控制问题。
❖ 位移测量包括长度、厚度 、高度、距离、物位、镀层厚 度、表面粗糙、角度等的测量。
❖ 测量位移广泛地应用非电量的电测法，能够测量位移的 传感器很多，典型的传感器有电阻、电容、电感以及磁电、 压电、压磁、光电、霍尔元件等，此外还有超声波、放射线 等。此外，近年来各种新型传感器，如光导纤维传感器、电 荷耦合器（CCD）传感器等均发展十分迅速，给位移的测 量提供了不少新的方法。
1、典型检测仪表控制系统的结构是怎么样的？各单元主要起什么作用？.doc
量程迁移：零点不变，改变斜率零点迁移：将线段迁移至零点，量稈保持不变 1、典型检测仪表控制系统的结构是怎么样的？各单元主要起什么作用？分为被控对象、检测单元、变送单元、显示单元、调节单元、执行单元、操作人员。
被控（被测）对象：控制系统的核心。
检测单元：控制系统实现控制调节作用的基础。
变送单元：完成对被测变量信号的转换和传输。
显不单元：将检测单元测量获得的参数显示给操作人员。
调节单元：完成调节控制规律运算，将结果输出作为控制信号。
执行单元：控制系统实施控制策略的执行机构。
2、什么是仪表的测量范围、上下限和量程？彼此有什么关系？测量范囤是该仪表按规定的精度进行测暈的被测变暈的范用。
测暈范国的最小值和最大值分 别称为测量下限和测量上限，简称下限和上限。
仪表的量稈用来表示其测量范围的大小，是 其测量上限值与下限值的代数并，即量程二测量上限值一测量下限值，给出仪表的测量范围 便知上下限及量程，反Z 只给出仪表的量程，却无法确定其上下限及测量范围。
3、如何才能实现仪表的零点迁移和量程迁移?4、参考工业控制系统实例，试说明典型的单回路控制系统中包含了哪几个主要环节，各环 节的主要功能是什么？检测信号在其屮的作用是什么？以加热温度控制系统为例，典型的单冋路控制系统包含了输入、输出和控制三个环节。
输入环节：将参数转化为相应的标准统一信号。
输出环节：通过执行控制环节下达的信息试参数与给定值基木一致。
控制环节：与定值相比较控制执行器的动作。
检测信号在其屮的作用是帮助控制单元实现控制调节。
5、电厂汽水系统中需要测量哪些热参数？ 一般有哪些参数需要自动控制？举例说明。
温度 压力、流量 液位等参数（2）在热力过稈中，温度与压力需要白动控制；在液位传输 过程中，流量和液位需自动控制。
热电偶测温1・原理：热电效应。
闭合冋路屮产生的热电势分为：温差电势和接触电势两种。
闭合回路屮产生的总热电势为：结论：1•热电偶产生热电势的条件是两种不同的导体材料构成，I 川路端点温度不同；2•热电 势大小只与热电极材料及温度有关；3.热电极材料确定以示，热电势的大小只与温度有关。
机电液测控与控制工作内容
机电液测控与控制工作内容
机电液测控与控制是一个综合性较强的领域,其工作内容包括：
1. 机械设计和制造：进行机器的设计、CAD绘图、模型制作、热处理、表面处理、加工和机器的装配、调试和维修等工作。
2. 电气设计和制造：进行电气方案设计、电气CAD绘图、电气元器件选型、电气控制回路设计、PLC程序设计等工作。
3. 液压气动设计和制造：进行液压气动方案设计、液压气动CAD绘图、液压气动元器件选型、液压气动控制回路设计等工作。
4. 测量与控制系统设计：进行测量和控制系统的设计、测量仪器的选型和试验、控制器程序的编制和实现等工作。
5. 自动化系统设计：进行自动化系统的设计、计算机网络的设计和实施、系统集成和测试等工作。
6. 产品研发：开发新产品并进行研究、制作工程样品、进行测试、评估和优化等工作。
7. 机器运行与维护：进行机器的安装、调试、操作和维护,确保机器正常运行。
总的来说,机电液测控与控制的工作内容涵盖了机械、电气、液压气动、测量和控制等多个领域,需要具备较强的综合素质和技能,具有一定的工程能力和创新能力。
电气测量综合控制系统设计-学生版
电气测量综合控制系统设计-学生版1.技术数据系统用线性集成电路运算放大器作为调节器的转速、电流无静差直流控制系统，主电路由晶闸管可控整流电路供电的V-M 系统，各设计具体参数如下： 设计1：某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下直流电动机：额定电压V U N 220=，额定电流A I N 130=，额定转速min 1500r n N =，电动机电势系数r V C e m in 132.0=，允许过载倍数5.1=λ。
晶闸管装置放大系数：40=s K电枢回路总电阻：Ω=5.0R时间常数：s T s T m l 18.0,03.0==滤波时间常数T on =T oi =0.0035s 电流反馈系数：A V 062.0=β 转速反馈系数：r V m in 008.0=α设计要求：1）稳态指标：无静差；2）动态指标：电流超调量%5≤i σ；空载起动到额定转速时的转速超调量%10%<n σ。
设计2：某双闭环直流调速系统，采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电，基本数据如下：直流电动机N U =220V ，N I =136A ，N n =1460r/min ，电枢电阻a R =0.2Ω，允许过载倍数λ=1.5；晶闸管装置s T =0.00167s ，放大系数s K =40；平波电抗器：电阻Ω=1.0P R 、电感mH L P 4=；电枢回路总电阻R=0.5Ω；电枢回路总电感L=15mH ；电动机轴上的总飞轮惯量GD 2=22.5N·m 2；电流调节器最大给定值*im U =10.2V ，转速调节器最大给定值*nm U =10.5V ； 电流滤波时间常数oi T =0.002s ，转速滤波时间常数on T =0.01s 。
设计要求：1）稳态指标：转速无静差；2）动态指标：电流超调量%5≤i σ；空载启动到额定转速的转速超调量%10≤n σ。
设计3：某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下直流电动机：额定电压V U N 220=，额定电流A I dN 116=，磁极对数P=2，额定转速min 1460r n N =，电动机电势系数r V C e m in 138.0=，允许过载倍数5.1=λ。
基于芯片视觉检测的测量系统控制系统研究
基于芯片视觉检测的测量系统控制系统研究摘要：人工智能带动了机器视觉和自然语言处理的发展，工业自动化的健全更是带动了电子零部件及其检测技术的发展。
本设计将基于机器视觉技术主要运用Halcon算法和C#语言，设计出一款基于芯片视觉检测的测量系统。
本文主要研究内容为控制系统设计部分，主要涵括了硬件设备的选型、调试；基于MVS客户端对于工业相机的拍图测试；相机触发方式的考虑；基于Arduino使用UNO 板通过驱动器对于步进电机的控制最终得以显示出各引脚间及主体的相对距离, 以及相对芯片的合格率。
关键字：机器视觉；C#；芯片测量1引言随着经济的全球化发展和现今时代的技术革命，特别是计算机和信息技术的发展和革命创新，现代制造业及相关企业的进步日益显著。
现代制造业重中之重的标志是精度优、速度快、自动化程度高、批量大和标准性强。
在生产线上，还有精密部件的检查和测量，这正是确保产出的质量的最重要步骤。
工业自动化的发展目前伴随着信息时代的发展。
为适应电子信息产业的蓬勃发展，有关电力电子行业的元件的封装的方法和技术现在正朝着高速、微观和高性能的水平趋近。
表面贴装技术是现今世界范围内使用量最多使用范围最广的密封操作。
这种现今最普遍的的封装方法造就了一种非常重要的产品，也就是芯片。
在芯片的日常制造的途中，针对芯片的尺寸测量和缺陷等问题的检测正成为一个越来越重要的步骤。
芯片测量技术在整个芯片制造过程中发挥出的作用愈发显著。
现今，这主要是通过人工用眼睛进行视觉测量和激光回波测量出结果。
这两种测量方法都是非物质的，导致测量误差较大，而长时间单调重复工作会引起工人的视觉疲劳，进而导致新的不稳定性因素；此外，恶劣的工作环境会对雇员的健康形成不同程度的损害。
通过这点可得，上述方式造成的危害不可逆，并且也已经不能符合现今制造企业发展的需要。
本设计的构想为了引入机器视觉的可视化测量，灵活、实时、精度高、无接触。
为此，基于自身知识储备及研究方向的探索，设计出一款智能设备及控制系统，针对芯片表面非接触使用，且减轻人工负担，来进行芯片主体及引脚相对长度的测量。
超声波测距(高度定位控制和测量系统)3图俱全
目录摘要 (2)第一章系统总体设计方案 (4)1.1 超声波测距原理 (4)1.2 超声波测距系统 (4)第二章系统的硬件设计 (5)2.1 超声波发生电路 (5)2.2 超声波接收电路 (6)2.3 温度的补偿 (8)2.4 LED动态显示电路 (8)第三章系统软件设计 (9)3.1 主程序结构 (10)3.2 中断程序结构 (11)3.3回波接收程序 (11)第四章误差分析 (12)4.1.时间误差 (12)4.2.超声波传播速度误差 (12)第五章调试 (12)第六章整机原件清单 (13)第七章总结 (13)7.1设计任务完成情况 (13)7.2 心得体会 (14)参考文献 (15)附录一 (16)附录二 (17)附录三 (18)摘要高度定位控制和测量系统也就是我们常说的超声波测距。
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
而电子技术及压电陶瓷材料的发展，使高度定位控制和测量系统得到了迅速的发展。
超声测距是一种非接触式的检测技术。
与其它方法相比，它不受光线、被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。
因此在液位测量、机械手控制、车辆自动导航、物体识别等有广泛应用。
特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辨率，因而其准确度也较其它方法为高;而且超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。
关键字：传感器、测距、测量系统、设计、高度定位PICKHighly positioning control and measurement system is also we often say the ultrasonic ranging. Due to the strong, the energy consumption of ultrasonic directivity slowly in the medium of communication, distance, and is often used to measure the distance of ultrasonic, such as rangefinder and material level measurement instrument etc can all through the ultrasonic. And electronic technology and the development of piezoelectric ceramic materials, high positioning control and measuring systems have been developed rapidly.Ultrasonic ranging is a non-contact detection technologies. Compared with other methods, it is light and darkness, the analyte in dust, smoke, electromagnetic interference, toxic etc harsh environments have certain ability to adapt. Therefore, in robot control level measurement, vehicle navigation, automatic object recognition is widely used. Especially the application in the air, the air velocity range due to low, the echo signal along the direction of propagation of contains information on the structure, very easily with high resolution, and its accuracy is higher than other methods for, And the ultrasonic sensor has simple structure, small volume, the characteristic such as being reliable signal processing.Key words: sensor, and measurement system, the design, the high position第一章系统总体设计方案1.1 超声波测距原理超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。
RTK静态控制系统测量地原理及使用方法
RTK静态控制测量的原理及使用方法2017-06-05一、RTK静态控制测量的原理RTK是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的厘米级精度的三维定位结果。
RTK测量系统通常由三部分组成，即GPS信号接收部分（GPS接收机及天线）、实时数据传输部分（数据链，俗称电台）和实时数据处理部分（GPS控制器及其随机实时数据处理软件）。
RTK测量是根据GPS的相对定位理论，将一台接收机设置在已知点上（基准站），另一台或几台接收机放在待测点上（移动站），同步采集相同卫星的信号。
基准站在接收GPS信号并进行载波相位测量的同时，通过数据链将其观测值、卫星跟踪状态和测站坐标信息一起传送给移动站；移动站通过数据收来自基准站的数据，然后利用GPS控制器置的随机实时数据处理软件与本机采集的GPS观测数据组成差分观测值进行实时处理，实时给出待测点的坐标、高程及实测精度，并将实测精度与预设精度指标进行比较，一旦实测精度符合要求，手簿将提示测量人员记录该点的三维坐标及其精度。
作业时，移动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在已知点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊值的搜索求解。
在整周模糊值固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持4颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则移动站可随时给出待测点的厘米级的三维坐标。
二、RTK静态控制测量的使用方法1控制点的布设为了达到GPS测量高精度、高效益的目的，减少不必要的耗费，在测量中遵循这样的原则：在保证质量的前提下,尽可能地提高效率、降低成本。
所以对GPS 测量各阶段的工作，都要精心设计，精心组织和实施。
建议用户在测量实施前，对整个GPS测量工作进行合理的总体设计。
总体设计，是指对GPS网进行优化设计，主要是：确定精度指标，网的图形设计，网中基线边长度的确定及网的基准设计。
在设计中用户可以参照有关规灵活地处理，下面将结合国现有的一些资料对GPS测量的总体设计简单地介绍一下。
水电混合机器人原理
水电混合机器人原理水电混合机器人是一种先进的机器人系统，将机械和液体技术相结合，并通过计算机程序的辅助控制，实现高效、精准的工业生产自动化。
下面我们来详细介绍一下水电混合机器人的工作原理。
一、动力系统水电混合机器人的动力系统包括电机和液压系统两部分。
电机可以控制机械臂的运动，实现精确的定位和移动，确保机器人的操作精度和稳定性。
液压系统则通过液体的压缩和流动实现对机器人加压和阀门控制，保证了机器人在执行各种任务时的动力供应和稳定性。
二、测量与控制系统水电混合机器人的测量与控制系统能够进行各种工艺参数的测量和监控。
包括机器人的工作状态、运动速度、角度等各种参数的实时测量，并通过计算机程序进行控制和调节。
测量与控制系统主要通过传感器实现测量、采集数据，并反馈给计算机进行实时控制，保证机器人在工业生产中的高效、精准执行任务。
三、计算机控制系统计算机控制系统是水电混合机器人的核心，它包括中央处理器、存储器、软件系统等组成部分。
计算机控制系统通过接收传感器采集的数据和设定的指令来控制机器人的动作及工作状态。
我们可以通过编写专门的软件程序，实现不同任务的控制，让机器人完成各种复杂的操作，从而提高工业生产效率。
四、机械臂机械臂是水电混合机器人的主要操作部件，能够实现在工业生产中较为复杂的操作。
机械臂主要由伺服电机驱动，可以通过控制系统的指令，根据不同的要求完成各种精准的动作，并可安装不同的工具或末端执行器，进而实现不同的操作任务。
五、喷涂系统喷涂系统是水电混合机器人中的一种执行工具，广泛应用于汽车、家电、建筑等生产领域。
喷涂系统主要由高压液压泵和涂料罐组成，能够实现高飞溅效果，从而达到准确、高效的喷涂效果。
综上所述，水电混合机器人的工作原理，是将机械和液体技术相结合，通过电机和液压系统提供动力，测量与控制系统进行数据采集和反馈，计算机控制系统指令实现机械臂的精准控制，喷涂系统进行喷涂任务的高效实现，最终实现高效的工业生产自动化。
智能测量与控制系统的设计与实现
智能测量与控制系统的设计与实现随着科技的不断进步和人类社会的不断发展，智能测量与控制系统的应用越来越广泛。
智能测量与控制系统是指将自动化、计算机、通讯、控制等技术相结合，对某一行业或领域进行智能化、自动化的检测、测量和控制。
它可以帮助人们更好地掌控各种物理量，优化设备控制，提高生产效率，降低生产成本。
因此，本文将就智能测量与控制系统的设计与实现进行探讨。
一、智能测量与控制系统的概述智能测量与控制系统是指将传感器、执行元件、信号转换电路、信息处理单元、显示装置等模块相结合，形成的可以进行测量和控制的智能化的系统，具有全面、准确、高效、智能化等特点。
智能测量与控制系统应用范围广泛，可以应用于石油、化工、冶金、环保、水处理、电力等各个领域。
二、智能测量与控制系统的设计思路在进行智能测量与控制系统的设计之前，需要先进行系统分析，定义测量和控制的任务和目标，确定系统的性能指标。
在需要对复杂工艺进行控制的时候，还要进行工艺分析，并根据工艺特点来选择测量技术和控制策略。
在系统的设计过程中，需要考虑如下几个方面：传感器选择、信号检测与处理、控制算法、通信协议、可靠性、安全性、易用性等。
其中，传感器的选择是非常关键的，传感器的性能对整个系统的测量和控制精度有很大的影响；信号检测与处理是保证数据准确性和稳定性的关键技术；控制算法是根据具体要求确定的，需要在使系统整体性能最优的前提下，兼顾复杂度和实现难度；通信协议是保证系统各个模块能够良好协同工作的关键所在；可靠性、安全性、易用性都是系统设计过程不可忽视的部分，影响系统的后期使用和运维。
三、智能测量与控制系统的实现在智能测量与控制系统的实现过程中，需要先进行原型设计，包括传感器的选择、信号的采集和处理、控制算法的实现、通信协议的设计、硬件选型等。
在进行原型设计的时候，还需要考虑实现难度、成本、可靠性等方面的问题。
在原型设计的基础上，需要进行系统测试和调试，测试过程中应该对系统的各项性能指标进行测试和验证，保证系统可以正常工作；调试则是为了进一步优化系统控制策略和算法，使系统精度更高、稳定性更好。
智能测量.ppt
• 计算机的性能指标可以从下面几个方 面考虑：
1 系统的稳定性； 2 响应的快速性； 3 控制的精确度； 4 系统的可靠性及抗干扰能力； 5 综合自动能力。
第五章 现代测控系统概论
• 信号在遥测数据采集系统中，需要通过媒介或信 道作长距离的传输，信噪比往往很低，这时还要 在系统的硬件结构上或软件的数据处理中增加相 应的环节。
第四章 计算机控制系统概述
• 1 微机过程控制系统的基本组成 • 2 计算机控制系统的类别及要求 • 3 计算机控制系统的性能指标
4.1 微机过程控制系统的基本组成
现代测控技术是建立在计算机信息基础上的 一门新兴技术，包括计算机自动测量和计算机控 制两大部分。它是自动控制，计算机科学与技术 ，微电子学和通信技术等多种学科、多种技术互 相结合，互相渗透，综合发展的新学科领域。
测量与控制是人类认识和改造世界的两项工作任务。
测量：采取各种方法获得反映客观事物或对象的运动属性的各 种数据、记录并进行必要的处理。
• 现代测控系统是以计算机信息技术为核 心，集测量和控制为一体的综合系统， 目的是实现生产过程的自动化。
• 计算机测控系统结构大致可分为三类： 1 基本型； 2 标准通用接口型； 3 闭环控制型。
5.1 基本型
计算机测控系统的基本形式
5.2 标准通用接口型
典型的VXI总线系统配置
5.3 闭环控制型
智能测量与控制系统设计
徐华中教授
武汉理工大学
主要内容
• 第一章 现代控制技术概论 • 第二章 现代控制技术研究的主要内容 • 第三章 数据采集系统概论 • 第四章 计算机控制系统概述 • 第五章 现代测控系统概论 • 第六章 现代测控技术的发展趋向
测量过程管理与控制信息系统的应用
①过 程核 查 法
图 １ 测 量 过 程 管 理 与 控 制 信 息 系 统 功 能 模 块 图
１ 量 过 程 管 理 系统 ． ． 测
过 程 核 查 法 的 基 本 原 理 是 给 测 量 过 程 建 立 一 个 反 馈 系 统 ，测 量 过 程 对 核 查 标 准 的 响 应 完 全 类 似 于 对 被 测 对 象 的 响 应 。 通 过 建 与 被 测 物 相 似 的 某 种 性 能 稳 定 的 装
测量 过程控制技术包括 对测 量过 程所收集 的数据进 行
管理篇 ｌ工 程 计 量 － 曩 。 鬻 黧 ； ＿ ｌ 蠢 ０ ０ｌ
在 数据 采集前 ，首先 需要 确定 参 与 比对的 测量设 备
（ 被 监 控 测 量 设 备 ） 被 测 对 象 ， 获 知 被 监 控 测 量 没 即 和 量 值 的 均 伉 ； 、 为 两 台 测 量 没 备 的 扩 展 不 确 定 度 或 最
要 求 ， 测 量 过 程 计 量 特 性 稳 定 程 度 、 用 重 要 性 、 境 如 应 环
（） １ 信息 录入 系统 负责 信 息 的录 入 ， 括 测 量 过程 的编 号 、 包 过程 名 称 、 机组 名称 、 量技术 、 测 检测参 数 、 制方 法等 信息 。 控
一 （ ） 一 改系统 ２ 信 息更
该 系统包 括测 量过 程信 息 录入 、 息 更改 、 信 信息 查询
三 大主 要功 能。
置、 物体 或产 品作 为核 查标 准 ， 测测 量 过程 对核 查标 准 监 的响应 ， 及时捕 捉 来 自Ｏ 量 过程 的变异 信息 ， ｎ ， ０ 从而 判 断整 个 测量 系统 的 质量 ， 析并 改进 测量 过程 。 分 在数 据 采集 前 ，首先 要求 按 照不 同测 量过 程 的控 制
过程参数测量与控制综合实验系统设计与实现
流 量 控制 方 法 ，并 对 各 种 控 制 方 法 进 行 分 析 与 比较 ， 比
３ 结 语
本 文 所 述 实 验 系 统 是 在 总 结 多 年 教 学 经 验 的 基 层 上 研 制 而成 的 。 实 现 了 对 温 度 、压 力 、流 量 和 液 位 的测 量 与控 制 ，并 采 用组 态 软 件 设 计 了上 位 机 监 控 系 统 ，使 教
图 ５ 流 量 控 制 系统
２． ４ 水 箱 液 位 控 制
●参考文献 ：
‘
［ ］ 王 旭 东 ． 基 于 Ｖ 的 试 验 控 制 系 统 设 计 与应 用 ［ ］ 计 算 机 工 １ Ｂ Ｊ
程 ，２ ０ ０ ９，２：３ —３ ． １ ２
水 箱 液 位 控 制 也 可 选 择 智 能调 节 器 控 制 调 节 阀 （ 设
业 设 计 等 环 节 ，可 让 学 生 在 计 算 机 控 制 系 统 上 设 计 并 调 可 选 择 智 能调 节 器 控 制 调 节 阀 （ 定 值 由手 动 本 地 试智 能控 制算法 ，以加深对智能控制理论 的理解并掌握 设
‘ 。
设定或计算机远程设定） 、计算机控制调节阀 （ Ｄ ）和 智 能 控 制 系 统 的 设 计 方 法 。 Ｄ Ｃ 变 频 调 速控 制 （ 定 值 由 手 动 本 地 设 定 或 计 算 机 远 程 设 设
定值 由手动本地设定 或计算 机远 程设 定 ） 、计 算机 控制
调 节 阀 （ Ｄ ） 和 变 频 调 速 控 制 （ 定 值 由 手 动 本 地 Ｄ Ｃ 设 设 定 或 计 算 机 远 程 设 定 ） 三 种 方 案 ，控 制 系 统 结 构 及 工
PIC系列单片机应用设计与实例
PIC系列单片机应用设计与实例1.温度测量与控制系统温度测量与控制系统常用于温度控制领域，如空调、温室、温度仪器等。
通过使用PIC单片机与温度传感器，可以实时测量环境温度，并通过控制输出端口控制温度设备，实现温度的自动调节。
例如，当温度超过设定值时，PIC单片机会发送控制信号给空调，使其开启或关闭，以保持温度在合适的范围内。
2.电子秤电子秤已经成为了我们日常生活中常见的电子设备。
使用PIC单片机可以实现电子秤的设计与制造。
通常，电子秤采用称重传感器来检测物体的重量，并通过PIC单片机的模拟输入端口接收称重传感器的信号。
通过编程，PIC单片机可以将模拟信号转换为数字信号，并进行处理，最后将数据显示在数码管或液晶显示器上。
3.智能家居控制系统智能家居控制系统可以将家居设备集成到一个统一的平台中，通过使用PIC单片机与传感器、开关等设备进行连接与控制。
例如，可以通过控制面板或手机应用程序来实现对灯光、电器设备、窗帘等的控制。
PIC单片机可以接收来自传感器的反馈信号，并根据设定的条件来执行相应的控制操作。
4.汽车电子系统在现代汽车中，PIC单片机广泛应用于各种电子系统中。
例如，车载信息娱乐系统（IVI）可以通过PIC单片机来控制音频、视频、导航等功能。
车身电子控制系统（Body Electronics Control，BEC）可以通过PIC单片机来控制车门、窗户、空调等设备。
发动机控制系统（Engine Control Unit，ECU）则可以通过PIC单片机来实现对发动机的控制与监测。
综上所述，PIC系列单片机在各个领域都有着广泛应用。
通过编程和硬件设计，可以实现各种功能，如温度测量与控制、电子秤、智能家居控制、汽车电子系统等。
这些应用设计与实例不仅展示了PIC单片机的强大功能和灵活性，同时也为我们带来了更加智能化和便捷化的生活方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
测量与控制系统有不同的分类方法， 主要有： (1) 按被测物理量分类 (2) 按测量方法分类 (3) 按控制方法分类
武汉理工大学
1 按被测物理量分类
根据被测物理量的不同，检测系统可分 为：机械参数、电气参数和过程参数等。
(1) 机械参数：质量、位移、力…… (2) 电气参数：电压、电流、功率…… (3) 过程参数：温度、压力、流量、物 位、成分……
武汉理工大学
位式控制的典型形式为两位式控制。
y
y1
y2 x1 x2 x
两位式控制器输出特性 武汉理工大学
被控量不影响系统控制的控制方式称为 开环控制。
控制器 执行机构 开环控制系统的原理图 被控对象 被控量
给定值
武汉理工大学
3.2 闭环控制
被测量参与系统控制的控制方式称为闭 环控制。
干扰
给定值
×
—
控制器Βιβλιοθήκη 执行机构 检测装置被控对象
被控量
闭环控制系统的原理图 武汉理工大学
3.3 位式控制
位式控制是指控制器输出的信号不是连 续信号，而仅仅是可数的有限个“位置” 信号的控制方式。 位式控制就其原理可以认为是一种触发 式控制，当输入信号自低向高（或自高 向低）超越某个设定值时，其控制输出 信号则在瞬间从当前信号的数值跃变到 另一数值，从而实现对被控对象的控制。
武汉理工大学
2 按测量方法分类
(1) 直接测量
(2) 间接测量
武汉理工大学
2.1 直接测量
直接测量是指在对被测量进行测量时， 无需测量与之无关的其它量，而直接得 到待测信号的量值。或者说，不必对仪 表读数进行数学运算。
如用温度计测量温度，用万用表测量电 压。
武汉理工大学
2.2 间接测量
间接测量是先测量一个或几个与被测量 有关的物理量，再通过函数关系式计算 出被测量的数值。
如功率P与电压U和电流I有关，即P=UI， 测量P时就需要测量U和I两个参数。
武汉理工大学
3 按控制方法分类
(1) 开环控制
(2) 闭环控制 (3) 位式控制 (4) 复合控制
武汉理工大学
3.1 开环控制