第一篇:江南大学控制学科前沿讲座学习总结
控制学科前沿讲座学习小结
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题目:PLC、DCS、FCS三种控制系统之间的区别和关系?各自有什么特点,适合在哪些场合使用?
一.关系:
FCS就是现场总线控制技术,是由PLC发展而来的;而在另一些行业,FCS又是由DCS发展而来的,所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系,又存在着本质的差异。FCS是由DCS与PLC发展而来,FCS不仅具备DCS与PLC的特点,而且跨出了革命性的一步。而目前,新型的DCS与新型的PLC,都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能;而新型的PLC,在处理闭环控制方面也不差,并且两者都能组成大型网络,DCS与PLC的适用范围,已有很大的交叉。
二.区别:
PLC系统与DCS系统的结构差异不大,只是在功能的着重点上的不同,DCS着重于闭环控制及数据处理。PLC着重于逻辑控制及开量的控制,也可实现模拟量控制。
DCS的优点是:(1)控制功能强。可实现复杂的控制规律,也可实现顺序控制。(2)系统可靠性高。(3)采用CRT操作站有良好的人机界面。
(4)软硬件采用模块化积木式结构。(5)系统容易开发。(6)用组态软件,编程简单,操作方便。(7)有良好的性价比。
FCS具有(1)很好的开放性、互操作性和互换性;(2)全数字通信,精度高;(3)智能化与功能自治性;(4)高度分散性;(5)很强的适用性等优点。
FCS的三个关键要点:
(1)FCS系统的核心是总线协议,即总线标准就目前而言,现有的总线类型相互不兼容和不能互操作。开放的现场总线控制系统的互操作性,就一个特定类型的现场总线而言,只要遵循同一类型现场总线的总线协议,对其产品是开放的,并具有互操作性,就可以组成总线网络。
(2)FCS系统的基础是数字智能现场装置数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑,是基础,FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号制。现场装置必须遵循统一的总线协议,即相关的通讯规约,具备数字通信功能,能实现双向数字通讯。
(3)FCS系统的本质是信息处理现场化对于一个控制系统,采用现场总线后,可以从现场得到更多的信息。现场总线系统的信息量没有减少,而传输信息的线缆却大大减少了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力,另一方面要让大量信息在现场就地完成处理,减少现场与控制机房之间的信息往返。可以说,现场总线的本质就是信息处理的现场化。
三.特点:
1.可编程序控制器(Programmable LogicController,PLC)的特点
(1)从开关量控制发展到顺序控制、运算处理。
(2)逻辑控制、定时控制、计数控制、步进(顺序)控制、连续PID控制、数据控制——PLC具有数据处理能力、通信和联网等多功能。
(3)可用一台PC机为主站,多台同型PLC为从站。
(4)也可一台PLC为主站,多台同型PLC为从站,构成PLC网络。
(5)PLC网络既可作为独立DCS,也可作为DCS的子系统。
(6)主要用于工业过程中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。
2.集散控制系统(Distributed Control System,DCS)的特点
(1)集散控制系统DCS集4C(Communication,Computer,Control,CRT)技术于一身的监控技术,是第四代过程控制系统。既有计算机控制系统控制算式先进、精度高、响应速度快的优点,又有仪表控制系统安全可靠、维护方便的优势。
(2)从上到下的树状拓扑大系统,其中通信(Communication)是关键。
(3)是树状拓扑和并行连续的链路结构,有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。
(4)模拟信号,A/D—D/A、带微处理器的混合。是由几台计算机和一些智能仪表智能部件组成,并逐渐地以数字信号来取代模拟信号。
(5)一台仪表一对线接到I/O,由控制站挂到局域网LAN。
3.现场总线控制系统(Fieldbus ControlSystem,FCS)的特点
FCS是第五代过程控制系统,由PLC或DCS发展而来,它是21世纪自 动化控制系统的方向。是3C技术(Communication,Computer,Contro1)的融合。
(1)适用于本质安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。
(2)全数字化智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。
(3)用两根线联接分散的现场仪表、控制装置, 取代每台仪表的两根线。“现场控制”取代“分散控制”;数据的传输采用“总线”方式。
(4)从控制室到现场设备的双向数字通信总线,是互联的、双向的、串行多节点、开放的数字通信系统取代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统。
(5)用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。
(6)3类FCS的典型应用:连续的工艺过程自动控制如石油化工,其中“本安防爆”技术是绝对重要的;分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车;多点控制如楼宇自动化。
四.应用场合:
(1)PLC被广泛地应用于以开关量控制为主的联锁控制系统中,模拟量控制则不是其强项,输入/输出模块过于集中,大规模、安全要求高的控制系统一般不采用PLC系统。DCS系统它的输入/输出模块分散,数据处理模块分散,并且其功能模块(尤其是模拟量处理、PID等控制)完善, 使其在较大及大规模、安全要求高的控制系统上得以充分显示
其优越性,但对开关量逻辑控制则处理速度偏慢。随着微电子及控制技术的发展,PLC系统和DCS系统在不断吸收彼此的特点,逐步地走向同化。
(2)FCS功能下放较彻底,信息处理现场化,数字智能现场装置的广泛采用,使得控制器功能与重要性相对减弱。因此,FCS系统投资起点低,可以边用、边扩、边投运。但是,对于测试点、控制点相对集中且又不太多的系统,若选用现场总线控制系统发挥不出FCS分散控制的优越性。
(3)FCS系统将D/A与A/D转换在现场一次表完成,实现全数字化通信,使精度得到大的提高,可提高到0.1%。FCS采用的是双向数字信现场总线信号制,因此,它可以对现场装置(含变送器、执行机构等)进行远方诊断、维护和组态。但就目前而言,FCS在开关量与模拟量的混合处理方面不如DCS那么灵活,所以,如果一个项目中,有密切联系的开关量控制和模拟量控制,则采用DCS比采用FCS方便一些。
第二篇:控制学科前沿讲座
控制学科前沿
班 级:
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学 号:
日 期:
讲座学习小结
2013年5月2号 本学期学院为我们开设了控制学科前沿讲座,主讲老师是大家慕名已久的杨慧中老师,总的来说,通过对这门课或者说是讲座的学习,我对自动化这个专业的一些问题有了更深的了解,让我对专业的学习有了明确的方向和目标。以下本人选取一个方面进行学习小结。选题:
以地铁工程项目为例,描述其中涉及到哪些控制的理论和技术。
摘要:地铁工程项目管理是一个大系统,具有规模大、实施过程复杂的特点。项目计划的科学化与项目控制的有效性显得尤为重要。文章就地铁工程项目计划与控制的实践进行讨论和研究,阐述了地铁工程项目的计划与控制要点,从实践中去丰富项目管理的思想和方法。
关键词:地铁工程 项目管理 项目计划 项目控制
0 引言
地铁工程是一项庞大而繁杂的系统工程,具有工程技术含量高、施工难度大、组织管理复杂等特点。因此,地铁工程的施工单位一般都是在工期紧、任务重、矛盾多、压力大的情况下进行项目管理。而施工单位几乎全都是国家特大型施工总承包单位,过去对大型项目的施工和管理具有丰富的经验。但随着市场机制的转变,建筑业和基本建设管理体制改革的不断深化,大型施工单位的生产方式和组织结构必须进行深刻的变革,必须运用科学的项目管理体系,使管理水平更上一个台阶,做到更加科学化和规范化。实事求是地说,目前国内在建的一些地铁工程项目中,相当一部分施工企业离项目管理的标准差距还较大,管理模式陈旧,缺少创新,表现为效率低下,执行力微弱。特别是项目的计划与控制技术,更是缺少科学的手段和方法。这样便很难生产出优质的产品,无法满足经济增长的要求。现就地铁工程中的项目计划与控制技术进行讨论和研究。1 地铁工程项目的特点
1.1 地铁工程项目具有系统性
地铁工程项目是一个大系统[1]。项目的系统性主要表现在项目范围的系统性、项目目标的系统性和项目实施过程的系统性。其项目管理首先是管理系统的运行,体现项目管理的科学理论,应以系统论、控制论和信息论为基础,并细化到项目实施的组织、计划、指挥、控制和协调的有效性上来。因此,地铁工程的项目管理活动要建立系统观念,运用系统方法进行系统管理。1.2 地铁工程项目具有一次性
地铁工程项目和其它大多数建设项目一样,从项目的实施开始到最终产品完成之间,不会产生完全相同的任务,也不容许重复,更不允许推倒重来。这也给地铁工程项目管理带来了较大的风险。只有充分认识这一特点,才能有针对性地根据项目的特殊情况和要求进行科学、有效地管理,以保证地铁工程的一次成功。1.3 地铁工程项目的空间固定性
地铁工程项目具有空间固定性。规划与设计的线路与地点一旦敲定,项目实施过程不管遇到什么障碍和阻力,均不会轻易改动。因为一个站台点的改动,牵一发而动全身,投资额将会成倍增加。那么对项目管理的要求更为严格,不管多大困难均要进行克服,确保按计划完成工作量,严格进行过程控制达到目标。1.4 地铁工程项目具有高投资性 地铁工程项目均是投资额巨大的项目,少则几十亿,多则过百亿。这就要求项目建设只能成功、不能失败,否则将带来严重后果,对地方或城市的经济发展带来巨大影响。
1.5 地铁工程项目具有较长的周期性
地铁工程项目由于规模大、工作量繁多、技术复杂、专业面宽。因此,其项目的周期也较长,从开工到运行一般需要3~5年时间,要求项目管理者在进行管理时具有长期作业的意识,计划应周详,过程控制应严谨,能承上启下。2 地铁工程项目计划
根据以上地铁工程项目各特点。施工企业应制订详细的工程项目的施工计划。2.1 地铁工程项目计划制订的必要性
项目管理的首要目标是制订一个构思良好的项目计划[2]。对于地铁工程,特别是在作出影响项目整个过程的主要决策的初始阶段,由于项目管理非同于作业,它很少具备重复性,它是一个创造性的过程。项目早期的不确定性很大,所以项目计划必须逐步展开和不断修正,这又取决于能否适当地对计划的执行情况作出反馈和进行控制。一个完善的项目计划可以将失败概率降至最低,将风险控制在一个合理的水平之上,还可以最大限度地保证在预期的时限内达到预期的效果。2.2 地铁工程项目计划制订时应考虑的因素 1)项目计划应具有可调性。即在制订进度计划时必须留有一定的余地。必须充分考虑到项目实施过程中的交叉,尽量避免冲突和干涉。能够根据预测到的变化和实际存在的差异,及时作出调整。
2)项目计划应具有创造性。充分发挥与利用想象力和抽象思维的能力,对分包商和业主进行充分的了解和掌握,通过创造性地管理和协调,满足项目发展的需要。
3)项目计划应具有分析性。以项目为核心,研究其内外部的各种因素,及时发现各种不利及有利因素。确定各种变量和分析不确定的原因。
4)项目计划应具有响应性。项目计划要以工程小组为核心,注意并行小组之间项目计划的协调。能及时地对项目实施过程中存在的问题作出快速反应,确定问题所在,提供计划的多种可行方案。
2.3 地铁工程项目WBS(WorkBreakdownStructure)为方便制订完善的网络计划,必须对项目工作进行分解[1]。地铁项目工作分解结构举例如图1。地铁工程的项目控制
3.1 地铁工程项目控制的涵义
所谓控制就是为了保证系统按预期目标运行,对系统的运行状态和输出进行连续的跟踪观测[3],并将观测结果与预期目标加以比较,如有偏差,及时分析偏差原因并加以纠正的过程,所以说项目的控制过程是极其复杂的。项目控制示意图见图2。
3.2 地铁工程项目控制的内容、目标及依据
地铁工程项目的控制内容绝不是简单的动力学上所说的控制,它需要许多不同的变量表示项目不同的状态形式。地铁工程项目往往有好多项作业同时进行,它的形态是多维的,其变量较难量测。同时由于地铁工程自身的特点及高度的社会影响力,除了要求地铁工程项目管理要超出常规的质量、进度、成本三大基本目标与任务外,还应增加安全控制和合同控制两大基本任务,即地铁工程施工项目管理需完成五大主要任务:进度控制、成本控制、质量控制、安全控制、合同控制。具体描述见表1。
3.3 地铁工程项目控制主要方法 1)会议制度。项目开始后,为了有效地控制项目,地铁指挥部会在各个重要的时间节点召开关键会议。会议的主要内容是总结上一阶段工作、分析问题、提出建议和要求。关键会议也是协调不同学科、不同工作小组、承包商和供应商之间的工作任务的重要手段。项目部还可利用此会议请求相关单位为项目解决一些靠自身无法解决的问题。这种会议是项目控制系统的润滑剂,同时项目部自己内部的各种例会也极为重要。
2)信息文件控制制度。加强信息文件管理也是项目控制的一项重要方法,如重要问题讨论的书面材料、专家论证会会议资料、所有的会议记录、完善的文件档案、文件的分发制度等。3)外联工作的重要性。传统的项目管理中,几乎不存在外联问题,但地铁工程大部分位于市区,作为岩土工程施工,将不可避免地引起环境工程地质问题,其表现为房屋和道路的变形或损坏,由此引起的纠纷和突发事件此起彼伏,修复、赔偿等问题的处理情况也严重影响项目的施工节点。因此,加强外联工作,消除和减少项目的外因影响已成为项目控制的又一种方法。结论
1)地铁工程作为大型工程项目,项目计划与项目控制是该工程项目管理的重要内容。在对项目进行科学的计划条件下,对实施过程进行自始至终的、随时随地的和全面的控制是确保项目成功的关键。
2)项目计划与项目控制的关系体现在计划控制中。它们之间存在着一种紧密的关系,计划实现的保障是由控制来承担的;同时它们还是彼此互为条件的,即没有控制的计划是毫无意义的,而没有计划的控制则是无法实现的。
3)对于地铁工程项目,必须重视项目计划和项目控制的实践性,真正地去完善项目管理行为。地铁工程项目中新的问题和事件层出不穷,一些传统的项目管理模式已经很难凑效。因此,要求在地铁工程项目管理实践中还要进一步丰富项目管理知识体系,以便更快提高项目管理水平,创造更为优质的产品。
参考文献
[1]卢向南.项目计划与控制[M].北京:机械工业出版社,2007.[2]朱宏亮.项目进度管理[M].北京:清华大学出版社,2002.[3]刘伊生.建设项目管理[M].北京:北方交通大学出版社,2001.
第三篇:控制学科前沿讲座学习小结(推荐)
控制学科前沿讲座学习小结
班级:自动化0803
这学期学院为我们开设了控制科学与工程学科的讲座,通过对这门课的学习,使我对自动化这个专业的一些问题有了更深的了解,让我对专业的学习有了明确的方向和目标。
控制科学与工程学科的性质
控制科学与工程是一个覆盖面宽、层次跨度大的一级学科,它由控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、系统工程、制导·导航与控制、检测技术与自动化装置五个二级学科组成。控制科学是以控制论、信息论、系统论为其方法论基础的,因此它首先是一门科学,它研究的是人们实现有目的行为的一般原理和方法,在这个意义上,控制科学对于人们认识自然、改造自然具有普遍的意义,控制科学的精髓是它的概念和方法,特别是作为其核心的模型、控制、反馈、优化等概念和方法。
控制工程是控制论一般原理在工程系统中的具体体现,因此必须从工程系统的角度进行技术的集成,必然涉及到各行各业的技术和工艺背景。因此,控制工程从来就不是控制学科的专利,它应该也必须在与各工程领域的结合和各种相关技术的集成中得到发展。
控制科学与工程作为一门通用的技术学科,这一学科包含的内容软硬俱全,软可以软到控制数学,在抽象层面上以数学和逻辑为工具研究控制系统的一般规律,如能控性、能观性、最优性、稳定性、离散系统状态变迁等,硬可以硬到完全与硬件打交道,用元器件、集成电路搭建控制器,与传感器和执行机构组合成一个实实在在的控制系统。
自动化和信息化的关系及其对推动工业化的作用
自动化,顾名思义是指实现过程或系统的自动运行,但它比用机械取代人的肢体劳动即机械化有着更深更广的含义,其核心就是用控制论、系统论和信息论的思想去实现有目的的行为的过程。
“信息化”的提出在60年代,它是培养、发展以计算机为主的智能化工具为代表的新生产力,并使之造福于社会的历史过程。信息资源是信息化的基础.开发利用信息资源是信息化的核心。
“自动化”与“信息化”并不是同一回事,但是,两者既有联系,也有区别与特点。“自动化”与“信息化”两者的联系是:研究工作的时代相同,研究工作的理论基础相似,研究工作的基本工具相同,研究问题的领域交融。两者的区别是:首先,研究的对象明显不同。其次,研究“自动化”与“信息化”两者的科学技术界的出发点不同,角度不同。再次,内涵与特点不同。
“自动化”与“信息化”双方既互为依托,同时也相互促进。在信息时代里,自动化就成了在机械化时代自动化的基础上的信息时代的自动化。在计算机用于自动化之前,自动化的功能目标是以省力为目的,代替人的体力劳动。随着计算机和信息技术的发展,计算机和信息技术作为自动化技术的重要手段,自动化的视野大大扩展,自动化的功能目标不再仅仅是代替人的体力,而且可以代替人的部分脑力劳动。目前,国际上很多著名的工业自动化企业(厂商)纷至沓来,将他们信息技术用于企业产品设计、制造、管理和销售的全过程,以提高企业在“全球化”的形势之下的市场应变能力和竞争能力。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。因此,从提高企业自动化系
统工作层次的角度看,信息化的确是促进了自动化的提高,而且可以说,信息化是更高层次的自动化。
随着科技的发展和时代的要求,人们越来越要求实现智能化,我们学院也在紧跟时代潮流将学院打造成了物联网学院。物联网的核心之一就是传感器,而传感器的组要作用就是对信息的收集和处理。因此,这就更能体现信息化和自动化相结合的重要性和趋势。处在科技经济高速发展的21世纪,在物联网技术还没有发展成熟以及还有很大的提升空间,我们难得的与西方国家站在了同一起点的大好机遇之时,作为一名即将毕业的大学生,我一定要好好学习专业知识为我们国家的自动化技术的发展贡献一份力量。
第四篇:控制学科前沿讲座心得
控制学科前沿讲座学习心得
本学期学院为我们开设了控制学科前沿讲座,通过对本门功课的学习,我们对自动化专业有了更深的了解,对专业的学习有了更明确的目标和方向。同时也坚定了我们为祖国控制学科发展而奉献的决心。
控制科学与工程是一个覆盖面宽、层次跨度大的一级学科,它由控制理论与 控制工程、模式识别与智能系统、系统工程、制导·导航与控制、检测技术与自动化装置五个二级学科组成。控制科学是以控制论、信息论、系统论为其方法论基础的,因此它首先是一门科学,它研究的是人们实现有目的行为的一般原理和方法,在这个意义上,控制科学对于人们认识自然、改造自然具有普遍的意义,控制科学的精髓是它的概念和方法,特别是作为其核心的模型、控制、反馈、优化等概念和方法。控制工程是控制论一般原理在工程系统中的具体体现,因此必须从工程系统的角度进行技术的集成,必然涉及到各行各业的技术和工艺背景。所以,控制工程从来就不是控制学科的专利,它应该也必须在与各工程领域的结合和各种相关技术的集成中得到发展。控制科学与工程作为一门通用的技术学科,这一学科包含的内容软硬俱全,软可以软到控制数学,在抽象层面上以数学和逻辑为工具研究控制系统的一般规律,硬可以硬到到完全与硬件打交道,用元器件、集成电路搭建控制器与传感器和执行机构组合成一个实实在在的控制系统。
“自动化”顾名思义是指实现过程或系统的自动运行,但它比用机械取代人的肢体劳动即机械化有着更深更广的含义,其核心就是用控制论、系统论和信息论的思想去实现有目的的行为的过程。“信息化” 提出在60年代,它是培养、发展以计算机为主的智能化工具为代表的新生产力,并使之造福于社会的历史过程。信息资源是信息化的基础,开发利用信息资源是信息化的核心。“自动化”与“信息化”并不是同一回事,但是,两者既有联系,也有区别与特点。“自动化”与“信息化”两者的联系是:研究工作的时代相同,研究工作的理论基础相似,研究工作的基本工具相同,研究问题的领域交融。两者的区别是,首先,研究的对象明显不同。其次,研究“自动化”与“信息化” 两者的科学技术界的出发点不同,角度不同。再次,内涵与特点不同。“自动化” 信息化”双方既互为依托,同时也相互促进。信息时代里 “自动化”与“信息化”双方既互为依托,同时也相互促进。信息时代里,自动化就成了在机械化时代自动化的基础上的信息时代的自动化。在计算机用 于自动化之前,自动化的功能目标是以省力为目的,代替人的体力劳动。随着计算机和信息技术的发展,计算机和信息技术作为自动化技术的重要手段,自动化的视野大大扩展,自动化的功能目标不再仅仅是代替人的体力,而且可以代替人的部分脑力劳动。目前,国际上很多著名的工业自动化企业(厂商)纷至沓来,将他们信息技术用于企业产品设计、制造、管理和销售的全过程,以 提高企业在“全球化”的形势之下的市场应变能力和竞争能力。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。因此,从提高企业自动化系统工作层次的角度看,信息化的确是促进了自动化的提高,而且可以说,信息化是更高层次的自动化。
随着科技的发展和时代的进步,智能化深入人心,“物联网”的概念也随即产生。顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。“物联网”是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。其核心就是通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程的声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。因此,物联网的实现对“自动化”与“信息化”提出了更高的要求,也体现了两者结合的重要性。纵观20世纪人类有许多的大发现和大发明,而21世纪人类也必将有更大更新的大发现和大发明。我学院正在紧跟时代的步伐,考虑如何在科技与经济高速发展的21世纪将学院提高到一个更高的档次,于是物联网工程学院便诞生了!但是,现今物联网技术还没有发展成熟,还有很大的提升空间,我们难得的与西方发达国家站在同一起跑线上,所以,我们要抓住机遇赶超西方发达国家,让祖国的控制学科位于世界一流之列。同时,作为一名大学生,我一定要好好学习专业知识,为祖国控制学科的发展贡献一份微薄力量。
过控
0403
廖卫平
第五篇:学科前沿讲座总结
学科前沿系列讲座
专 业:飞行器适航技术班 级:学 号:姓 名:陈昌浩日 期:小结
01071401 2014300465 月20日 光阴似箭,日月如梭,转眼之间我已经成为了一名大三的学生。在大一大二充分学习了基础学科知识以后,终于在大三能接触到专业相关的课程。
在前两年的基础知识学习过程中,我对航空专业的发展方面和前景以及研究方向各方面其实并不十分了解,但是学科前沿讲座给了我机会让我了解到更多本学科的一些先进技术,让我对航空系统中电子系统的领域有了更多更全面的认识,同时也给了我很大的启发,让我燃起了斗志,为航空事业的前沿科学研究贡献自己的力量,在短短的四周课时时间里,学校为我们先后安排了四位赫赫有名的教授,有姜洪开教授,宋东教授,张安教授和马存宝教授。由于时间限制和我们有限的知识水平,老师们都从大处着眼,为我们大概介绍了他们的研究方向和内容,同时还简单向我们介绍这些研究将来的实际意义,以及和我们飞行器适航专业的联系。在每次短短的两小节课中我都被他们研究的这些东西深深吸引着。也许理论上逻辑上的很专业的知识,我们没有学到多少,但老师们利用不到两个小时的时间,就基本上将一个新的领域在我们的脑海中勾勒了出来,使我们真正了解到与工程实际应用有直接联系的科学研究。虽然好多东西以我现在的水平还不能弄懂,但却让我看到我们航空专业的前景——只要努力学好知识,总有用武之地的。通过这些课程,我收获颇多。
上课期间,老师们为我们讲述了火控系统、航空电子系统、飞机通信导航与雷达系统、飞机结构健康监测与深度学习这四方面的内容,在让我们大开眼界的同时,也让我们对这些研究产生了浓厚的兴趣。
第一堂课张安老师为我们讲了火控系统,张安老师是航空学院综合技术与控制工程系的教授,张老师对火控系统的了解相当深入,从火控系统的发展历史给我们讲起,武器火控系统是控制武器自动或半自动地实施瞄准与发射的装备的总称。武器火力控制系统的简称。现代火炮、坦克炮、战术火箭和导弹、机载武器(航炮、炸弹和导弹)、舰载武器(舰炮、鱼雷、导弹和深水炸弹)等大多配有火控系统。非制导武器配备火控系统,可提高瞄准与发射的快速性与准确性,增强对恶劣战场环境的适应性,以充分地发挥武器的毁伤能力。制导武器配备火控系统,由于发射前进行了较为准确的瞄准,可改善其制导系统的工作条件,提高导弹对机动目标的反应能力,减少制导系统的失误率。
张老师告诉我们,战斗机的火控系统主要指的是:机载雷达、探测器、显示器和火控计算机等。为完成作战任务,火控系统必须能对机上所携带的各种机载武器或其他外挂物进行管理和控制,以实现对敌空中、地面、水上和水下各种运动的或静止的、可视的或不可视的目标,进行搜索、识别、跟踪、瞄准与实施各种攻击方式的武器发射、制导、战果记录等整个作战行动过程的控制和监控。可以说,火控系统直接关系到战斗的成败!
经过第一次课的熏陶,我对学科前沿研究产生了浓厚的兴趣,抱着期待的心,迎来了宋东老师带来的航空电子系统的讲解。宋东老师是西北工业大学教授、硕导,学科专业是通信与信息系统、载运工具、运用工程,研究方向包含航空电子技术以及飞行器适航性等,可以说是恰好和我在学的专业达成一致。
宋老师为我们讲解了航空电子系统发展历程和发展趋势以及各个阶段的优劣性,航空电子系统走过了漫长的发展道路,至今已经历了四代,每一代系统结构的不断演变,都进一步推动航空电子技术的发展,成为划时代的主要依据。基本上经历了分立、联合、综合到高度综合这四个阶段。
第一代航空电子系统为分立式结构,不存在中心计算机对整个系统的控制并且缺少灵活性,难以实现大量的信息交换;第二代称为联合式航空电子系统,其子系统相对独立,降低了研制经费且便于维护、更改和功能扩充;第三代称为综合式航空电子系统,其系统结构层次化,功能标准模块标准化,数据总线高速化,兼有成本低和维护方便的优点;第四代称为先进的综合航空电子系统,采用了综合核心处理机(ICP)技术,具有更大的综合范围和更高的综合程度,实现了综合传感器系统、综合飞行器管理系统,外挂系统。未来的航空电子系统会进一步朝着综合化、信息化和智能化的方向发展。
第三次课时马存宝老师带来的飞机通信导航与雷达系统的讲解,马存宝老师是我们学校的博士生导师,马老师的讲课方式幽默生动,从自己讲师的一次经历讲起,生动的告诉我们,每一堂课都可能是改变人一生的课程,它可能会影响你今后的从事方向和人生轨迹。和之前一样,老师也为我们讲解了机通信导航与雷达系统的发展历程。航电系统在现代航空和航天工程电子系统中是重要的系统之一,它按功能分为通信、导航、雷达、目标识别、遥测、遥控、遥感、火控、制导、电子对抗等系统。微电子技术和电子计算机技术则是提高各种电子系统性能的基础。
马老师以马航失联为例,为我们讲解了通信系统的构成和作用,它实现了飞机与地面的互联,飞机与飞机的相互通信,机组成员的通话,机舱内的广播试听等娱乐,系统一般包括飞行器上的电子系统和相应的地面电子系统两部分,这两部分通过电磁波传输信号合成为一个系统,实现通讯。发电报的设备实时自动的吧航班运行的数据,包括经纬度、飞行高度以及速度等数据持续不断的发回航空公司。监控终端设备在飞机起飞后实时接收飞机发出的信息,机载应答设备通过对讲机一样的东西,使得飞行员和地面空管人员建立实时联系。此外飞机通信系统不仅能用于飞机上,还能用于卫星定位等关键地方。飞机上载有的黑匣子能储存飞机的各方面信息,便于对飞机的搜救和事故的分析。可以说这一套系统不仅在民用上起到很大的作用,在军事上也起到了至关重要的作用。
最后一堂课由姜洪开老师为我们讲解飞机结构健康监测与深度学习,姜洪开老师是西工大教授和博士生导师,研究方向是飞行器故障预测与健康管理,过硬的专业知识使得这节课内容十分充实。
姜老师直击重点为我们介绍起了飞机结构健康监测与深度学习的知识,结构健康监测技术最早就起源于航空航天领域,最初的目的主要是进行结构的在和监测。随着结构设计的日益大型化、复杂化和智能化的发展,结构健康监测的内容逐渐丰富起来,不再是单纯的在和监测,而是向结构损伤监测、损伤定位、结构寿命预测等方面发展。结构健康监测是一门综合技术,涉及到结构动力学、信息技术、传感技术、设计优化等多个学科。、深度学习起源于对人脑视觉神经网络的研究。科学家通过实验发现人脑的视觉神经系统对视觉信息的处理是一个不断抽象、不断迭代的过程。深度学习可以将复杂的问题层次化,通过对每一个层次的研究使问题简单化,适合于对复杂函数的表达。如表示函数log(cos(exp(sin3(x)))),普通的浅层学习只能通过原本的表达式表示这个函数,复杂而且容易出现不可更改的错误。而深度学习可以将上述函数分为sin(x),x3,exp(x),cos(x),log(x)五层,每一层只表示出该层的关键信息,大大减少了每一层的计算量,并且如果其中一层出现错误,它之后的层次可以对该层错误进行一定程度的弥补[iii]。深度学习这一特点极其适合于运用到计算复杂的航空航天领域的数据分析之中,它的一定程度的纠错能力也符合航空航天领域的高精确度、低错误率的要求。并且,目前为止,世界各国甚至创业公司已经进行了大量的航天器发射、飞行、返回实验,积累了大量的实验数据。根据航空航天领域、深度学习及迁移学习的相关知识,深度学习与迁移学习在航空航天领域中的可能应用有如下几条:航空器航天器各类部件的故障判断;对航空器航天器实验数据进行分析;对新研发航空器航天器进行预判、模拟。尽管目前深度学习及迁移学习要实际应用在航空航天领域还十分困难,但是随着计算机领域的不断发展以及在各行各业中越来越广泛的运用,深度学习及迁移学习在将来必将为航空航天领域做出自己的贡献。
短短的四周时间很快就过去了,这四周时间里不仅让我见识到了老师如此优秀的研究成果,同时也给迷茫的自己指明了新的方向,这些课程并不像基础课程那样听起来很困难需要自己去理解记忆公式,但是却给了我更大的启发和思考的空间,使我更加不忘初心,继续脚踏实地打好自己的基础,努力专研专业知识,为今后参与这些优秀先进的研究充分的准备自己,为中国的航空先进研究贡献出自己的一份力!