“自動(dòng)化測(cè)試與控制”

專業(yè)方向概論

報(bào)告人李行善2003.11.15一.本專業(yè)涉及較寬的學(xué)科領(lǐng)域

●發(fā)展空間非常大

“自動(dòng)化測(cè)試與控制”本科專業(yè)方向，同時(shí)支撐著分屬于兩個(gè)一級(jí)學(xué)科的三個(gè)博士點(diǎn)和碩士點(diǎn)。

屬“控制科學(xué)與工程”一級(jí)學(xué)科屬“儀器科學(xué)與技術(shù)”一級(jí)學(xué)科檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置博士點(diǎn)（二級(jí)學(xué)科）測(cè)試計(jì)量技術(shù)與儀器博士點(diǎn)（二級(jí)學(xué)科）檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置碩士點(diǎn)測(cè)試計(jì)量技術(shù)與儀器碩士點(diǎn)自動(dòng)化測(cè)試與控制本科方向精密儀器與機(jī)械碩士點(diǎn)精密儀器與機(jī)械博士點(diǎn)（二級(jí)學(xué)科）●涉及學(xué)科領(lǐng)域非常寬

與本專業(yè)有關(guān)的學(xué)科、學(xué)會(huì)及學(xué)報(bào)（國(guó)內(nèi)）

●儀器科學(xué)與技術(shù)——中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)《儀器儀表學(xué)報(bào)》電子測(cè)量與儀器學(xué)會(huì)《電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)》

●計(jì)量科學(xué)與技術(shù)——中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)《計(jì)量學(xué)報(bào)》

●控制科學(xué)與技術(shù)——中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)《自動(dòng)化學(xué)報(bào)》

●航空科學(xué)與技術(shù)——中國(guó)航空學(xué)會(huì)《航空學(xué)報(bào)》

●航天科學(xué)與技術(shù)——中國(guó)宇航學(xué)會(huì)《宇航學(xué)報(bào)》

●技術(shù)類刊物：《測(cè)控技術(shù)》、《自動(dòng)化裝置與儀表》《自動(dòng)化儀表》、《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》●重要國(guó)外相關(guān)刊物●

IEEETransactiononInstrumentationandMeasurement●IEEETransactiononIndustryElectronics●IEEETransactiononAutomaticControl●IEEETransactionAerospaceandElectronicSystems●Automatica●IEEETransactiononAcoust.Speech,SignalProcessing

可分別向儀器類學(xué)科或向控制類學(xué)科發(fā)展、深造。儀器儀表作為信息產(chǎn)業(yè)的“感官”和源頭，是信息學(xué)科的重要組成部分，對(duì)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重要影響。控制科學(xué)與工程為信息學(xué)科的一部分亦是不爭(zhēng)的事實(shí)。二.本專業(yè)的一些主要的研究方向1.計(jì)算機(jī)測(cè)試與控制技術(shù)（1）計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)

●智能儀器以計(jì)算機(jī)為核心，具有初級(jí)智能，能遠(yuǎn)動(dòng)控制的儀器。

●過(guò)程測(cè)試系統(tǒng)（電、非電參數(shù)）以高精度、快速、可靠的測(cè)量某一些物理參數(shù)為目的的計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)。

●智能測(cè)試系統(tǒng)（人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用）

以形成決策與判斷為目的的計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)

分為：識(shí)別型智能測(cè)試系統(tǒng)（如識(shí)別工件）診斷型智能測(cè)試系統(tǒng)（如診斷或者預(yù)測(cè)故障）●自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(ATE/ATS技術(shù)，虛擬儀器技術(shù)，VXI、PXI總線，plug&play）自動(dòng)化程度更高，與被測(cè)對(duì)象結(jié)合得更加緊密的智能測(cè)試系統(tǒng)，達(dá)到高速、高效地識(shí)別，高準(zhǔn)確率地診斷目的。其被測(cè)對(duì)象可以是大規(guī)模集成電路芯片、印刷電路板、設(shè)備部件，整個(gè)系統(tǒng)（如飛控系統(tǒng)、雷達(dá)等）乃至整架飛機(jī)、導(dǎo)彈等。圖1米—17自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

圖4.1操縱臺(tái)測(cè)試界面綜合運(yùn)載器健康管理（IVHM）IVHM(IntegratedVehicleHealthManagement)由對(duì)運(yùn)載器的智能檢測(cè)、系統(tǒng)級(jí)評(píng)估、控制和管理功能所構(gòu)成，目的是為運(yùn)載器操作員及任務(wù)執(zhí)行者提供信息和輔助決策，以降低生命周期成本，避免一些不可預(yù)料的危險(xiǎn)事故。IVHM是實(shí)現(xiàn)“以信息為依據(jù)的運(yùn)行與維修”（InformedOperations&Maintenance,IOM或IM）為目標(biāo)，也就是收集、處理和綜合關(guān)于整個(gè)系統(tǒng)（包括運(yùn)載器、子系統(tǒng)、部件、傳感器和地面保障系統(tǒng)）的健康信息，進(jìn)而做出以信息為依據(jù)的決策，產(chǎn)生確保任務(wù)成功的相應(yīng)的動(dòng)作或行動(dòng)?，F(xiàn)代飛機(jī)、空間飛行器甚至它們的子系統(tǒng)，都是很復(fù)雜的系統(tǒng)，綜合健康管理技術(shù)是提高飛行器可靠性及可維護(hù)性的重要技術(shù)途徑。（2）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

●開(kāi)環(huán)控制（順控、步進(jìn)電機(jī)控制、可編程控制器應(yīng)用）

●閉環(huán)直接數(shù)字控制（DDC）(伺服控制、工業(yè)過(guò)程控制)●集散型控制（DCS）（前端控制機(jī)+控制網(wǎng)絡(luò)+上位計(jì)算機(jī)+管控軟件）（分級(jí)管理控制：現(xiàn)場(chǎng)級(jí)、車間級(jí)、工廠級(jí)、企業(yè)級(jí)）●智能控制（模糊邏輯控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，擬人控制等人工智能應(yīng)用）圖2典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（3）綜合系統(tǒng)：

兩類系統(tǒng)均有，“測(cè)中有控”,“控中含測(cè)”。

需學(xué)習(xí)的主要專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課程有:

控制理論信號(hào)處理（數(shù)字/模擬）電工理論模擬電路及數(shù)字電路微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用計(jì)量與測(cè)試?yán)碚撆c技術(shù)計(jì)算機(jī)及DSP應(yīng)用技術(shù)（硬件/軟件）接口技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（控制網(wǎng)絡(luò)、總線技術(shù)、接口技術(shù)）

圖3內(nèi)燃機(jī)綜合檢測(cè)系統(tǒng)方框圖2.儀器儀表工程（1）傳感技術(shù)及應(yīng)用

最直接、充分體現(xiàn)“信息源頭”的作用●經(jīng)典傳感技術(shù)及應(yīng)用（含多參數(shù)、多功能組合傳感器）（參數(shù)測(cè)量原理、基本物理效應(yīng)、實(shí)現(xiàn)非電→電的轉(zhuǎn)換、實(shí)現(xiàn)高精度、高可靠、長(zhǎng)期穩(wěn)定地測(cè)量，采用諧振、光電、光纖原理研制新傳感器為北航本專業(yè)研究工作的特色。）●智能傳感器及系統(tǒng)帶有微處理器兼有檢測(cè)和信息處理功能的傳感器（具有自校正、自調(diào)零、噪聲抑制、自檢測(cè)、自診斷等初級(jí)功能）

圖4傳感器系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)框圖●微傳感器及微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）:(Microe