《测控专业导论ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测控专业导论ppt课件（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、现代信号处理新技术讲座,丛玉良,在空气动力学、航空工程、喷气推进、工程控制论、物理力学等技术科学领域作出了开创性贡献。,中国航天科技事业的先驱和杰出代表，被誉为“中国航天之父”和“火箭之王”。,信息技术包括测量技术,计算机技术和通讯技术,测量技术是关键和基础.-钱学森,（17681830） 傅里叶是法国数学家、物理学家.,在数学中以他的姓氏命名的有:傅里叶级数、傅里叶系数、傅里叶变换、傅里叶积分、傅里叶代数、傅里叶公式、傅里叶和、傅里叶乘子、傅里叶积分方程、傅里叶积分算子等等.他引出了分析学的许多重大问题,从而开辟了分析学的新时代.,著名物理学家麦克斯韦（Maxwell）称“傅里叶的论著是一部
2、伟大的数学诗” . 恩格斯（Engels）则把傅里叶的数学成就与他所推崇的哲学家黑格尔（Hegel）相提并论,他写道:“傅里叶是一首数学的诗,黑格尔是一首辩证法的诗.”,“对自然界的深入研究是数学发现的最丰富的源泉.” 傅里叶,克劳德艾尔伍德香农（Claude Elwood Shannon ，1916年4月30日2001年2月26日）美国数学家、信息论的创始人。 香农于1940年获得麻省理工学院（MIT）数学博士学位和电子工程硕士学位。1941年他加入贝尔实验室数学部，工作到1972年。1956年他成为麻省理工学院（MIT）客座教授，并于1958年成为终生教授，1978年成为名誉教授。香农博士
3、于2001年2月26日去世，享年84岁。,数码音频系统是通过将声波波形转换成一连串的二进制数据来再现原始声音的，实现这个步骤使用的设备是模/数转换器（A/D）它以每秒上万次的速率对声波进行采样，每一次采样都记录下了原始模拟声波在某一时刻的状态，称之为样本。将一串的样本连接起来，就可以描述一段声波了，把每一秒钟所采样的数目称为采样频率或采率，单位为HZ（赫兹）。,采样频率越高所能描述的声波频率就越高, 还原就越真实越自然。在当今的主流采集卡上，采样频率一般共分为22.05KHz、44.1KHz、48KHz三个等级，22.05 KHz只能达到FM广播的声音品质，44.1KHz则是理论上的CD音质界
4、限，48KHz则更加精确一些。对于高于48KHz的采样频率人耳已无法辨别出来了，所以在电脑上没有多少使用价值。,信号是信息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等. 信号处理是对信号进行提取、变换、分析、综合等过程。,信号有不同分类,可以分成模拟信号和数字信号，也可以分成确定性信号和随机信号.现在，对于信号的处理，人们通常是先把模拟信号变成数字信号，然后利用高效的数字信号处理器(DSP)或计算机对其进行数字信号处理。,数字信号处理涉及三个步骤： 1 模数转换(A/D转换)2 数字信号处理(DSP)3 数模转换(D/A转换)医用CT断层成像扫描仪是利用生物体的各个部位对X射线吸收率不同
5、的现象，并利用各个方向扫描的投影数据再构造出检测体剖面图的仪器。这种仪器中FFT(快速傅里叶变换)起到了快速计算的作用。,数字信号处理主要内容: Z变换 离散傅里叶变换及其快速算法 滤波器设计 谱分析,现代信号处理内容:参数估计理论现代谱估计自适应滤波高阶信号分析时频信号分析的线性变换非线性变换方法 .,语音信号处理它包括的主要方面有：语音的识别，语言的理解，语音的合成,语音的增强,语音的数据压缩等。语音识别是将待识别的语音信号的特征参数即时地提取出来，与已知的语音样本进行匹配，从而判定出待识别语音信号的音素属性.语音合成的主要目的是使计算机能够讲话。为此，首先需要研究清楚在发音时语音特征参数
6、随时间的变化规律，然后利用适当的方法模拟发音的过程，合成为语言。,图像信号处理图像信号处理的应用已渗透到各个科学技术领域。譬如，图像处理技术可用于研究粒子的运动轨迹、生物细胞的结构、地貌的状态、气象云图的分析、宇宙星体的构成等。在图像处理的实际应用中,获得较大成果的有遥感图像处理技术、断层成像技术、计算机视觉技术和景物分析技术等。根据图像信号处理的应用特点，处理技术大体可分为图像增强、恢复、分割、识别、编码和重建等几个方面。,振动信号处理机械振动信号的分析与处理技术已应用于汽车、飞机、船只、机械设备、房屋建筑、水坝设计等方面的研究和生产中。振动信号处理的基本原理是在测试体上加一激振力，做为输入
7、信号。在测量点上监测输出信号。输出信号与输入信号之比称为由测试体所构成的系统的传递函数（或称转移函数）。进而可以做出结构的动态优化设计。,基于动态信息的智能导航 软件与应用系统研发研究动态交通信息的采集、融合、预测处理技术、动态路径规划技术、动态交通信息发布与接收技术建立智能导航与位置服务信息中心应用系统智能导航与位置服务车载终端应用系统,智能导航与位置服务信息中心应用系统采用多层结构,测控技术与仪器专业源于高等教育仪器仪表类专业。1998年教育部调整本科专业时，把仪器仪表类11个专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、力学计量
8、测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控技术与仪器）归并为一个大专业测控技术与仪器。这是我国高等教育由专才教育向通才教育转变的重要里程碑。,虽然是整合，但是由于它的面太广，每个学校根据自己的特长继续保持着自己的特色。 虽然同是测控专业，但是所学的内容可能相差很大。总的来说测控专业在我国高校内主要有两个方向，一个是电，一个是机，他们的侧重点会有很大的不同。电类的前身就是自动化仪表专业。机类的前身就是精密仪器专业。,测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头，是光学、精密机械、电子、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。它的专业面广，小到制造车间的检测，
9、大到卫星火箭发射的监控。,测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。,由于传统观念的影响，很多考生对本专业存在一个明显的认识误区，以为测控技术就是用三角板、直尺之类的仪器进行吃力劳苦的测量，其实这只是很浅显的认识 .,中国工业以前很长时间里在国际市场上没有地位，一个重要的原因是大路货太多，质量太差，没有高质量的产品，无法与其他工业强国相争，这又与我国测控专业人才非常缺乏有关
10、。与世界接轨，中国企业要想提高国际竞争力，产品质量是关键，因此，测控专业的人才变得越来越重要。,在2009年仪器科学与技术本科教学研讨会上，教学指导委员会主任委员胡小唐教授在题为“以质量工程为抓手，推进仪器科学与技术创新教育”的报告中指出，开设测控技术与仪器专业的本科院校从2000年的96所增加到2009年的257所，增长167%，在校生人数由2000年的27600人增加到2009年的85700人，增长210%。在如此高速发展的形势下，如何保证教育教学质量，培养适应社会需求的人才，成为仪器科学与技术专业教育的生命线，是我们所面临和需要解决的重大课题。,测控技术的应用,1 测控技术在冶金工业中的
11、应用 2 测控技术在电力工业中的应用 3 测控技术在煤炭工业中的应用 4 测控技术在石油工业中的应用 5 测控技术在化学工业中的应用 6 测控技术在机械工业中的应用 7 测控技术在航空航天业中的应用 8 测控技术在军事装备中的应用 9 测控技术在医药医疗业中的应用 10 测控技术在农业中的应用 11 测控技术在大众生活中的应用,测控技术与仪器专业本科培养方案 一、培养目标 培养适应现代化建设和未来社会与科技发展需要，德智体美全面发展与健康个性和谐统一的，富有创新精神、实践能力和国际视野的高素质仪器科学专门人才。 学生毕业后具备仪器科学和信息与通信工程等方面的知识，具有科学的思维方法，成为信息和
12、通信及仪器科学等领域从事研究开发、设计与制造以及经营管理等工作的复合型高级专门人才。,主干学科及主要课程 主干学科：仪器科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术。 主要课程:电路电子系列课程，计算机系列课程，通信原理，数字信号处理，现代传感技术，自动化仪表，测试技术基础，微弱信号检测原理，单片机原理，智能仪器、虚拟仪器等。 主要实践教学环节：金工实习、认识实习、生产实习、程序设计与编程课程设计、专业实验、传感器综合实验、计算机应用及上机实践、毕业设计。,工程图学C2.5 复变函数与积分变换B2.5 电路分析基础B4 工程力学4 程序设计与编程 3 模拟电子电路3,电路分析基础系统论述电路分
13、析中的基本概念、基本定律和基本分析方法。主要内容包括：电路元件、电路变量和电路定律，线性电路的基本分析方法，电路的等效变换，网络定理，电容元件与电感元件，一阶电路分析，二阶电路分析，交流动态电路，相量模型和相量方程，正弦稳态的功率和能量，电路的频率特性，三相电路，耦合电感和理想变压器，双口网络等。,模拟电子电路内容包括：运算放大器、二极管及其基本电路、双极结型三极管及放大电路基础、场效应管放大电路、模拟集成电路、反馈放大电路、功率放大电路、信号处理与信号产生电路、直流稳压电源、电子电路的计算机辅助分析与设计。,数字电路与逻辑设计 高频电子技术 电子技术实验 信号与系统B,数字电路与逻辑设计包括
14、数字电路中的数和编码、逻辑代数基础、集成门电路、组合逻辑电路的分析和设计、集成触发器、时序逻辑电路的分析和设计、大规模数字集成电路、数/模和模/数转换、VHDL描述逻辑电路等内容。,高频电子技术主要内容包括选频和滤波电路、小信号调谐放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器、频率变换与混频器、振幅调制与解调、角度调制与解调、反馈控制电路与频率合成技术等 .,信号与系统从概念上可以区分为信号分解和系统分析两部分，但二者又是密切相关的。 主要内容包括连续系统的时域分析、傅里叶变换、拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析等。,误差理论 通信原理A 传感器原理与应用 单片机原理与应用 数字信号处理A 弱信号检
15、测理论,误差理论内容包括：误差的基本性质与处理、误差的合成与分配、测量不确定度、线性参数的最小二乘法处理、回归分析、动态测试数据处理基本方法、动态测量误差及其评定等。,通信原理通信系统作为一个实际系统，是为了满足社会与个人的需求而产生的，目的就是传送消息（数据、语音和图像等）。 主要内容包括:模拟信息传输、模拟信号的数字传输、数字信号的基带传输、数字信号的频带传输、信源及信源编码、信道及其复用技术、信道编码、同步原理 等.,传感器原理与应用介绍几何量、机械量、热工量等非电物理量检测中所选用的传感器，主要内容包括各种传感器的工作原理、组成结构、特性参数、设计和选用的基本知识 .常见物理量的测试与
16、检测：振动(位移、速度、加速度)、力(压力)、温度和流量。,1 电阻式传感器 2 电容式传感器 3 电感式传感器 4 磁电式传感器 5 压电式传感器 6 热电式传感器 7 光电式传感器 8 霍尔式传感器 9 光纤传感器 10 磁栅式传感器 11 谐振式传感器,单片机原理与应用 介绍以MCS-51为核心的单片机系列的工作原理及其应用。内容包括单片机的结构、指令系统，汇编语言程序设计，存储器与存储器的扩展，单片机的I/O接口扩展，单片机的串行通信，单片机的接口技术及应用，单片机应用小系统设计开发的步骤、方法以及抗干扰技术等。,弱信号检测理论阐述了在强背景噪声中进行微弱信号检测的基本原理、方法和信号估计理论。1 介绍了随机信号和噪声的一些基本知识，包括其统计特征及通过电路的响应；2 介绍了电噪声的相关知识，包括电路中的噪声源、计算方法和电路中噪声性能指标及其评价，以及低噪声设计的相关技术；3 论述了噪声中检测信号的基本方法，包括噪声中信号波形的恢复（滤波）、信号判决和信号参量估计。,
