現(xiàn)代航空技術(shù)課件

在此之前先了解一下測(cè)控專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能信息處理技術(shù)、測(cè)量工程和自動(dòng)控制工程為基礎(chǔ)的信息時(shí)代高技術(shù)專業(yè)。本專業(yè)主要課程包括：電路分析理論、模擬電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字電路、數(shù)字信號(hào)處理、微機(jī)原理與應(yīng)用、高級(jí)語言與程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理與程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)接口與系統(tǒng)開發(fā)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)、自動(dòng)測(cè)試技術(shù)、模式識(shí)別原理、傳感器原理與應(yīng)用、精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、現(xiàn)代儀器設(shè)計(jì)技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)、工程光學(xué)等。

在此之前先了解一下測(cè)控專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)1能學(xué)到什么？1、較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)理論與基礎(chǔ)知識(shí)，主要包括機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)、測(cè)量與控制、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和企業(yè)管理等基礎(chǔ)知識(shí)；

2、掌握光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)相結(jié)合的當(dāng)代測(cè)控技術(shù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，具有本專業(yè)測(cè)控技術(shù)、儀器與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)能力；

3、具有較強(qiáng)的外語應(yīng)用能力、科技創(chuàng)新意識(shí)和較高的綜合素質(zhì)；

4、掌握電子和信息技術(shù)、傳感系統(tǒng)和測(cè)控、電子儀器、精密儀器和智能化器儀表、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和工業(yè)過程控制系統(tǒng)等方面的基本理論和基本技術(shù)。

能學(xué)到什么？1、較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)理論與基礎(chǔ)知識(shí)，2就業(yè)前景本專業(yè)畢業(yè)生可到研究所、高科技術(shù)公司、金融機(jī)構(gòu)、政府技術(shù)管理部門、高告等院校、重點(diǎn)工程等單位從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制

造等方面的工作。在國民經(jīng)濟(jì)各部門從事測(cè)量與控制領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)技術(shù)、儀器與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理等方面的工作就業(yè)前景本專業(yè)畢業(yè)生可到研究所、高科技術(shù)公司、金融機(jī)構(gòu)、政府3其中，在飛機(jī)制造方面測(cè)控技術(shù)具有廣闊的前景，下面就這一具體行業(yè)進(jìn)行介紹。其中，在飛機(jī)制造方面測(cè)控技術(shù)具有廣闊的前景，下面就這一具體行4大型飛機(jī)中的若干關(guān)鍵測(cè)控技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)大型飛機(jī)是衡量一個(gè)國家科技、工業(yè)水平和綜合國力的重要標(biāo)志之一，它不僅關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)，而且對(duì)維護(hù)國家安全和國家利益具有重要的政治意義。大飛機(jī)制造涉及到電子、機(jī)械、新材料、冶金、化工、工業(yè)制造等方方面面，是各種高、精、尖技術(shù)的大集成，因而被譽(yù)為工業(yè)領(lǐng)域的皇冠。大型飛機(jī)中的若干關(guān)鍵測(cè)控技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)大型飛機(jī)是衡量一5測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用貫穿于飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、使用和保障的全過程，是高精度加工制造、航空安全和可靠性、航空維護(hù)自動(dòng)化和快速化的基礎(chǔ)。一方面，隨著大型飛機(jī)項(xiàng)目研究的逐步深入，測(cè)控行業(yè)迎來了重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)；而另一方面，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、材料技術(shù)等的迅猛發(fā)展，航空測(cè)控技術(shù)也得到了很大的發(fā)展。測(cè)控技術(shù)在大飛機(jī)中的應(yīng)用主要包括2個(gè)方面，一方面是應(yīng)用于飛機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)、修理中，另一方面是應(yīng)用于飛機(jī)的使用中。本文將介紹大型飛機(jī)的若干關(guān)鍵測(cè)控技術(shù)，包括智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)、航電系統(tǒng)總線技術(shù)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與健康管理技術(shù)，以及智能結(jié)構(gòu)技術(shù)，并探討其發(fā)展趨勢(shì)。測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用貫穿于飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、使用和保障的全過程，是高6智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

發(fā)展傳感技術(shù)的重要性傳感器是飛機(jī)的“感覺器官”，是任何測(cè)控系統(tǒng)信息的源頭和信息獲取的關(guān)鍵，在大型飛機(jī)測(cè)試技術(shù)中具有核心、主導(dǎo)的地位。但該項(xiàng)技術(shù)往往不被我國飛機(jī)設(shè)計(jì)專家和領(lǐng)導(dǎo)所重視，由于存在許多關(guān)鍵技術(shù)需要解決，高精尖的傳感器目前尚需要進(jìn)口甚至被國外技術(shù)封鎖。智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

發(fā)展傳感技術(shù)的重要性7智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

由網(wǎng)絡(luò)傳感器組成的分布式傳感網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的信息獲取與處理系統(tǒng)，綜合了先進(jìn)的通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和傳感器技術(shù)。它將大量的多種類傳感器節(jié)點(diǎn)組成自治的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的動(dòng)態(tài)智能協(xié)同感知。傳感器網(wǎng)絡(luò)的載體有電纜線、電力線、光纖、電磁波等。其中采用電磁波作為載體的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)小型化、低功耗、遠(yuǎn)端信息的并行處理，有著傳統(tǒng)傳感器技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)，成為大型飛機(jī)測(cè)控技術(shù)中傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

由網(wǎng)絡(luò)傳感器組成的分布式傳感網(wǎng)絡(luò)作為8智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在哪里？無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳統(tǒng)傳感技術(shù)相比，其優(yōu)勢(shì)在于：分布節(jié)點(diǎn)中多角度和多方位的信息綜合可以有效地提高信噪比；傳感器網(wǎng)絡(luò)成本低；網(wǎng)絡(luò)具有自治性，系統(tǒng)容錯(cuò)能力強(qiáng)；傳感器節(jié)點(diǎn)與被測(cè)對(duì)象距離近，可消除環(huán)境噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響；多節(jié)點(diǎn)信息的融合，有利于提高信息感知的性能、擴(kuò)大感知的范圍；借助具有移動(dòng)能力的節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整能力，可以有效地消除傳感的盲區(qū)。智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在哪里？9結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)故障預(yù)測(cè)與健康管理(PrognosticsandHealthManagement，PHM)是指利用現(xiàn)有知識(shí)來預(yù)測(cè)飛機(jī)部件未來的健康狀態(tài)，是一種綜合后勤學(xué)和維修效益的技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的維修方式，PHM能夠比較全面、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地進(jìn)行故障診斷和預(yù)測(cè)，有利于減少壽命周期成本、保障飛機(jī)飛行安全。PHM系統(tǒng)包括機(jī)載實(shí)時(shí)診斷與預(yù)測(cè)、飛機(jī)狀態(tài)報(bào)告與記錄、地面診斷與自主式后勤3部分。其中機(jī)載PHM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)包括：集中式結(jié)構(gòu)，適合系統(tǒng)規(guī)模小、子系統(tǒng)較少的情況；分布式結(jié)構(gòu)，利于降低系統(tǒng)測(cè)試費(fèi)用，但冗余性、可靠性較低；集中式和分布式結(jié)合而成的分層融合式結(jié)構(gòu)，在低層次收集信號(hào)、高層次診斷、預(yù)測(cè)結(jié)果，更加適用于現(xiàn)代飛機(jī)高智能化、高復(fù)雜性的要求。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)故障預(yù)測(cè)與健康管理(Pr10結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(StructuralHealthMonitoring,SHM)作為PHM技術(shù)在結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的具體應(yīng)用，最初主要對(duì)結(jié)構(gòu)載荷進(jìn)行監(jiān)測(cè)，目前正向結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)、損傷定位、結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)等方面發(fā)展，逐漸發(fā)展至具有對(duì)于結(jié)構(gòu)損傷具有自修復(fù)、自保護(hù)的功能。飛機(jī)結(jié)構(gòu)表面或內(nèi)部可能由于化學(xué)腐蝕、應(yīng)力作用、撞擊、熱疲勞等原因產(chǎn)生損傷及裂紋，如果不及時(shí)補(bǔ)救，可能引起損傷的進(jìn)一步擴(kuò)展，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞、造成重大事故。利用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)，可以在損傷發(fā)生的初期即發(fā)現(xiàn)損傷，從而提供飛機(jī)結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)估，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的壽命，保證飛機(jī)的安全。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括4個(gè)部分：傳感器系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集、處理及傳輸系統(tǒng)，損傷識(shí)別、模型修正、安全評(píng)定與預(yù)警系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(Struc11結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)目前，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與健康管理技術(shù)的研究涉及的應(yīng)用對(duì)象相當(dāng)廣泛，研究也取得了較好的成果。如美國NASA將光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)埋入碳纖維復(fù)合材料飛機(jī)蒙皮，使材料具有感知力和判斷力。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)目前，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與健康12結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)該技術(shù)的挑戰(zhàn)？結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)還面臨著許多困難和挑戰(zhàn)，比如被監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)本身復(fù)雜、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所處環(huán)境復(fù)雜、傳感器采集信息不完全或不確定、采集信號(hào)時(shí)背景噪聲大、信號(hào)之間的交差耦合、分析時(shí)間過長、實(shí)時(shí)性差等。SHM技術(shù)的研究熱點(diǎn)將集中在智能傳感技術(shù)、先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)、失效計(jì)算方法、信號(hào)質(zhì)量分級(jí)與評(píng)價(jià)方法、損傷識(shí)別技術(shù)、提高系統(tǒng)有效性與可靠性等方面。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)該技術(shù)的挑戰(zhàn)？13智能結(jié)構(gòu)技術(shù)智能結(jié)構(gòu)（SmartStructure）是將傳感器、驅(qū)動(dòng)器、微控制器及相應(yīng)電路等集成在結(jié)構(gòu)中，使該結(jié)構(gòu)不僅具有傳統(tǒng)的承受載荷、保持形狀等功能，還具有識(shí)別、分析、處理及自適應(yīng)控制等功能，使其自身或其所處環(huán)境處于最優(yōu)狀態(tài)，即所謂智能功能，其工作原理如圖5所示。智能結(jié)構(gòu)實(shí)際上是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與測(cè)控系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，或者說是測(cè)控系統(tǒng)融合到傳統(tǒng)材料和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)后的產(chǎn)物。因此，測(cè)控技術(shù)也是飛行器智能結(jié)構(gòu)中極其重要的一環(huán)。智能結(jié)構(gòu)技術(shù)中包括智能材料、智能材料的配置、控制器、結(jié)構(gòu)集成幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。其中，智能材料根據(jù)功能特點(diǎn)可分為2類：一是對(duì)外界激勵(lì)具有感知功能的材料，即傳感元件，主要包括壓電材料、光導(dǎo)纖維、電阻應(yīng)變絲等；二是能在外界環(huán)境或內(nèi)部狀態(tài)變化做出響應(yīng)或驅(qū)動(dòng)的材料，即驅(qū)動(dòng)元件，主要包括形狀記憶合金、壓電元件、流變材料和磁致伸縮材料等。合理地布置傳感、驅(qū)動(dòng)元件可以以低能耗獲得高性能的結(jié)構(gòu)，反之則可能影響系統(tǒng)的精度并導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。智能結(jié)構(gòu)的控制器一般由分布式微處理器和中央處理器，控制的對(duì)象就是結(jié)構(gòu)本身?？刂破鞅仨氂泻芎玫膶?shí)時(shí)性和可靠性，才能應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境中的非線性、不確定性及時(shí)變性。此外，智能結(jié)構(gòu)集成的技術(shù)，關(guān)系到力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、使用壽命等很多方面的問題。智能結(jié)構(gòu)技術(shù)智能結(jié)構(gòu)（SmartStructure）是將14智能結(jié)構(gòu)技術(shù)包含的種類1智能蒙皮：智能蒙皮是指在航空航天器、軍艦、潛艇的外殼（蒙皮）內(nèi)植入智能結(jié)構(gòu)，它具有隨外界條件變化而變化及探測(cè)周圍環(huán)境的能力，適合于電子戰(zhàn)（包括識(shí)別、預(yù)警、隱身和通信等）、材料內(nèi)部損傷監(jiān)測(cè)、減振降噪及飛行器座艙的自動(dòng)通風(fēng)、保暖、冷卻。在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用智能蒙皮，有利于提高飛機(jī)的飛行性能，使飛行器設(shè)計(jì)小型化、簡單化，提高飛機(jī)的可靠性和可用性。智能結(jié)構(gòu)技術(shù)包含的種類15智能結(jié)構(gòu)技術(shù)包含的種類2損傷監(jiān)測(cè)智能結(jié)構(gòu)：損傷監(jiān)測(cè)智能結(jié)構(gòu)可以診斷結(jié)構(gòu)損傷的位置、類型及程度，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康狀況評(píng)估，以預(yù)防事故發(fā)生。主要包括飛機(jī)起飛前判斷飛機(jī)是否能夠飛行、飛機(jī)飛行中遇到意外損傷進(jìn)行自診斷和自修復(fù)、飛行過程中監(jiān)測(cè)各結(jié)構(gòu)健康狀況、飛機(jī)關(guān)閉動(dòng)力后提高完整結(jié)構(gòu)信息等方面。它是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要分支。智能結(jié)構(gòu)技術(shù)包含的種類16智能結(jié)構(gòu)技術(shù)包含的種類3強(qiáng)度及形狀自適應(yīng)智能結(jié)構(gòu)：自適應(yīng)智能結(jié)構(gòu)不僅能承載、傳動(dòng)，而且能根據(jù)外界環(huán)境的變化，在自診斷基礎(chǔ)上，自適應(yīng)地調(diào)節(jié)到最優(yōu)狀態(tài)。自適應(yīng)智能結(jié)構(gòu)包括強(qiáng)度自適應(yīng)智能結(jié)構(gòu)及形狀自適應(yīng)結(jié)構(gòu)。其中形狀自適應(yīng)智能結(jié)構(gòu)可以根據(jù)環(huán)境的變化和任務(wù)的需要自適應(yīng)地觸發(fā)驅(qū)動(dòng)件，改變結(jié)構(gòu)的外形，并通過傳感元件反饋形成閉環(huán)控制。其中典型的形狀自適應(yīng)結(jié)構(gòu)包括自適應(yīng)機(jī)翼和自適應(yīng)旋翼。自適應(yīng)機(jī)翼不采用鉸鏈結(jié)構(gòu)，在飛行中根據(jù)飛行狀況和結(jié)構(gòu)承載，依靠機(jī)翼自身的扭轉(zhuǎn)、彎曲等形式，改變翼型和攻角，從而獲得最佳氣動(dòng)特性。智能結(jié)構(gòu)技術(shù)包含的種類17智能結(jié)構(gòu)技術(shù)包含的種類4減振降噪智能結(jié)構(gòu)：智能結(jié)構(gòu)與振動(dòng)主動(dòng)控制相結(jié)合，可以有效地消除飛行器的有害振動(dòng)，從而減輕對(duì)航電設(shè)備的干擾、提高系統(tǒng)可靠性；同時(shí)可以抑制噪聲傳播，有利于維護(hù)旅客及機(jī)組人員的健康和乘坐的舒適性。減振降噪智能結(jié)構(gòu)是保證飛機(jī)安靜飛行的一項(xiàng)重要技術(shù)，各國都投入大量資金進(jìn)行研究。如在波音777-300ER中，研究者利用形狀記憶合金制成可變面積的發(fā)動(dòng)機(jī)鋸齒形零件以降低發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣流剪切及噪聲；Lord公司利用磁致伸縮材料研制的一套智能減振系統(tǒng)，已經(jīng)安裝在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)支架上并證明可以降噪20dB以上；南京航空航天大學(xué)智能材料與結(jié)構(gòu)研究所利用壓電元件結(jié)合振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)，成功地抑制了飛機(jī)座艙模型的振動(dòng)及噪聲；該所還利用長周期光纖光柵的微彎特性，構(gòu)成了一套能夠用于智能結(jié)構(gòu)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)等。智能結(jié)構(gòu)技術(shù)包含的種類18Thankyou!Thankyou!19在此之前先了解一下測(cè)控專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能信息處理技術(shù)、測(cè)量工程和自動(dòng)控制工程為基礎(chǔ)的信息時(shí)代高技術(shù)專業(yè)。本專業(yè)主要課程包括：電路分析理論、模擬電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字電路、數(shù)字信號(hào)處理、微機(jī)原理與應(yīng)用、高級(jí)語言與程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理與程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)接口與系統(tǒng)開發(fā)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)、自動(dòng)測(cè)試技術(shù)、模式識(shí)別原理、傳感器原理與應(yīng)用、精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、現(xiàn)代儀器設(shè)計(jì)技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)、工程光學(xué)等。

在此之前先了解一下測(cè)控專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)20能學(xué)到什么？1、較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)理論與基礎(chǔ)知識(shí)，主要包括機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)、測(cè)量與控制、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和企業(yè)管理等基礎(chǔ)知識(shí)；

2、掌握光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)相結(jié)合的當(dāng)代測(cè)控技術(shù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，具有本專業(yè)測(cè)控技術(shù)、儀器與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)能力；

3、具有較強(qiáng)的外語應(yīng)用能力、科技創(chuàng)新意識(shí)和較高的綜合素質(zhì)；

4、掌握電子和信息技術(shù)、傳感系統(tǒng)和測(cè)控、電子儀器、精密儀器和智能化器儀表、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和工業(yè)過程控制系統(tǒng)等方面的基本理論和基本技術(shù)。

能學(xué)到什么？1、較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)理論與基礎(chǔ)知識(shí)，21就業(yè)前景本專業(yè)畢業(yè)生可到研究所、高科技術(shù)公司、金融機(jī)構(gòu)、政府技術(shù)管理部門、高告等院校、重點(diǎn)工程等單位從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制

造等方面的工作。在國民經(jīng)濟(jì)各部門從事測(cè)量與控制領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)技術(shù)、儀器與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理等方面的工作就業(yè)前景本專業(yè)畢業(yè)生可到研究所、高科技術(shù)公司、金融機(jī)構(gòu)、政府22其中，在飛機(jī)制造方面測(cè)控技術(shù)具有廣闊的前景，下面就這一具體行業(yè)進(jìn)行介紹。其中，在飛機(jī)制造方面測(cè)控技術(shù)具有廣闊的前景，下面就這一具體行23大型飛機(jī)中的若干關(guān)鍵測(cè)控技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)大型飛機(jī)是衡量一個(gè)國家科技、工業(yè)水平和綜合國力的重要標(biāo)志之一，它不僅關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)，而且對(duì)維護(hù)國家安全和國家利益具有重要的政治意義。大飛機(jī)制造涉及到電子、機(jī)械、新材料、冶金、化工、工業(yè)制造等方方面面，是各種高、精、尖技術(shù)的大集成，因而被譽(yù)為工業(yè)領(lǐng)域的皇冠。大型飛機(jī)中的若干關(guān)鍵測(cè)控技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)大型飛機(jī)是衡量一24測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用貫穿于飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、使用和保障的全過程，是高精度加工制造、航空安全和可靠性、航空維護(hù)自動(dòng)化和快速化的基礎(chǔ)。一方面，隨著大型飛機(jī)項(xiàng)目研究的逐步深入，測(cè)控行業(yè)迎來了重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)；而另一方面，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、材料技術(shù)等的迅猛發(fā)展，航空測(cè)控技術(shù)也得到了很大的發(fā)展。測(cè)控技術(shù)在大飛機(jī)中的應(yīng)用主要包括2個(gè)方面，一方面是應(yīng)用于飛機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)、修理中，另一方面是應(yīng)用于飛機(jī)的使用中。本文將介紹大型飛機(jī)的若干關(guān)鍵測(cè)控技術(shù)，包括智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)、航電系統(tǒng)總線技術(shù)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與健康管理技術(shù)，以及智能結(jié)構(gòu)技術(shù)，并探討其發(fā)展趨勢(shì)。測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用貫穿于飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、使用和保障的全過程，是高25智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

發(fā)展傳感技術(shù)的重要性傳感器是飛機(jī)的“感覺器官”，是任何測(cè)控系統(tǒng)信息的源頭和信息獲取的關(guān)鍵，在大型飛機(jī)測(cè)試技術(shù)中具有核心、主導(dǎo)的地位。但該項(xiàng)技術(shù)往往不被我國飛機(jī)設(shè)計(jì)專家和領(lǐng)導(dǎo)所重視，由于存在許多關(guān)鍵技術(shù)需要解決，高精尖的傳感器目前尚需要進(jìn)口甚至被國外技術(shù)封鎖。智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

發(fā)展傳感技術(shù)的重要性26智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

由網(wǎng)絡(luò)傳感器組成的分布式傳感網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的信息獲取與處理系統(tǒng)，綜合了先進(jìn)的通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和傳感器技術(shù)。它將大量的多種類傳感器節(jié)點(diǎn)組成自治的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的動(dòng)態(tài)智能協(xié)同感知。傳感器網(wǎng)絡(luò)的載體有電纜線、電力線、光纖、電磁波等。其中采用電磁波作為載體的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)小型化、低功耗、遠(yuǎn)端信息的并行處理，有著傳統(tǒng)傳感器技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)，成為大型飛機(jī)測(cè)控技術(shù)中傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

由網(wǎng)絡(luò)傳感器組成的分布式傳感網(wǎng)絡(luò)作為27智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在哪里？無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳統(tǒng)傳感技術(shù)相比，其優(yōu)勢(shì)在于：分布節(jié)點(diǎn)中多角度和多方位的信息綜合可以有效地提高信噪比；傳感器網(wǎng)絡(luò)成本低；網(wǎng)絡(luò)具有自治性，系統(tǒng)容錯(cuò)能力強(qiáng)；傳感器節(jié)點(diǎn)與被測(cè)對(duì)象距離近，可消除環(huán)境噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響；多節(jié)點(diǎn)信息的融合，有利于提高信息感知的性能、擴(kuò)大感知的范圍；借助具有移動(dòng)能力的節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整能力，可以有效地消除傳感的盲區(qū)。智能與網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在哪里？28結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)故障預(yù)測(cè)與健康管理(PrognosticsandHealthManagement，PHM)是指利用現(xiàn)有知識(shí)來預(yù)測(cè)飛機(jī)部件未來的健康狀態(tài)，是一種綜合后勤學(xué)和維修效益的技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的維修方式，PHM能夠比較全面、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地進(jìn)行故障診斷和預(yù)測(cè)，有利于減少壽命周期成本、保障飛機(jī)飛行安全。PHM系統(tǒng)包括機(jī)載實(shí)時(shí)診斷與預(yù)測(cè)、飛機(jī)狀態(tài)報(bào)告與記錄、地面診斷與自主式后勤3部分。其中機(jī)載PHM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)包括：集中式結(jié)構(gòu)，適合系統(tǒng)規(guī)模小、子系統(tǒng)較少的情況；分布式結(jié)構(gòu)，利于降低系統(tǒng)測(cè)試費(fèi)用，但冗余性、可靠性較低；集中式和分布式結(jié)合而成的分層融合式結(jié)構(gòu)，在低層次收集信號(hào)、高層次診斷、預(yù)測(cè)結(jié)果，更加適用于現(xiàn)代飛機(jī)高智能化、高復(fù)雜性的要求。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)故障預(yù)測(cè)與健康管理(Pr29結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(StructuralHealthMonitoring,SHM)作為PHM技術(shù)在結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的具體應(yīng)用，最初主要對(duì)結(jié)構(gòu)載荷進(jìn)行監(jiān)測(cè)，目前正向結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)、損傷定位、結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)等方面發(fā)展，逐漸發(fā)展至具有對(duì)于結(jié)構(gòu)損傷具有自修復(fù)、自保護(hù)的功能。飛機(jī)結(jié)構(gòu)表面或內(nèi)部可能由于化學(xué)腐蝕、應(yīng)力作用、撞擊、熱疲勞等原因產(chǎn)生損傷及裂紋，如果不及時(shí)補(bǔ)救，可能引起損傷的進(jìn)一步擴(kuò)展，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞、造成重大事故。利用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)，可以在損傷發(fā)生的初期即發(fā)現(xiàn)損傷，從而提供飛機(jī)結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)估，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的壽命，保證飛機(jī)的安全。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括4個(gè)部分：傳感器系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集、處理及傳輸系統(tǒng)，損傷識(shí)別、模型修正、安全評(píng)定與預(yù)警系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(Struc30結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)目前，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與健康管理技術(shù)的研究涉及的應(yīng)用對(duì)象相當(dāng)廣泛，研究也取得了較好的成果。如美國NASA將光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)埋入碳纖維復(fù)合材料飛機(jī)蒙皮，使材料具有感知力和判斷力。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)目前，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與健康31結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)該技術(shù)的挑戰(zhàn)？結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)還面臨著許多困難和挑戰(zhàn)，比如被監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)本身復(fù)雜、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所處環(huán)境復(fù)雜、傳感器采集信息不完全或不確定、采集信號(hào)時(shí)背景噪聲大、信號(hào)之間的交差耦合、分析時(shí)間過長、實(shí)時(shí)性差等。SHM技術(shù)的研究熱點(diǎn)將集中在智能傳感技術(shù)、先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)、失效計(jì)算方法、信號(hào)質(zhì)量分級(jí)與評(píng)價(jià)方法、損傷識(shí)別技術(shù)、提高系統(tǒng)有效性與可靠性等方面。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與健康管理技術(shù)該技術(shù)的挑戰(zhàn)？32智能結(jié)構(gòu)技術(shù)智能結(jié)構(gòu)（SmartStructure）是將傳感器、驅(qū)動(dòng)器、微控制器及相應(yīng)電路等集成在結(jié)構(gòu)中，使該結(jié)構(gòu)不僅具有傳統(tǒng)的承受載荷、保持形狀等功能，還具有識(shí)別、分析、處理及自適應(yīng)控制等功能，使其自身或其所處環(huán)境處于最優(yōu)狀態(tài)，即所謂智能功能，其工作原理如圖5所示。智能結(jié)構(gòu)實(shí)際上是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與測(cè)控系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，或者說是測(cè)控系統(tǒng)融合到傳統(tǒng)材料和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)后的產(chǎn)物。因此，測(cè)控技術(shù)也是飛行器智能結(jié)構(gòu)中極其重要的一環(huán)。智能結(jié)構(gòu)技術(shù)中包括智能材料、智能材料的配置、控制器、結(jié)構(gòu)集成幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。其中，智能材料根據(jù)功能特點(diǎn)可分為2類：一是對(duì)外界激勵(lì)具有感知功能的材料，即傳感元件，主要包括壓電材料、光導(dǎo)纖維、電阻應(yīng)變絲等；二是能在外界環(huán)境或內(nèi)部狀態(tài)變化做出響應(yīng)或驅(qū)動(dòng)的材料，即驅(qū)動(dòng)元件，主要包括形狀記憶合金、壓電元件、流變材料和磁致伸縮材料等。合理地布置傳感、驅(qū)動(dòng)元件可以以低能耗獲得高性能的結(jié)構(gòu)，反之則可能影響系統(tǒng)的精度并導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。智能結(jié)構(gòu)的控制器一般由分布式微處理器和中央處理器，控制的對(duì)象就是結(jié)構(gòu)本身?？刂破鞅仨氂泻芎玫膶?shí)時(shí)性和可靠性，才能應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境中的非線性、不確定性及時(shí)變性。此外，智能結(jié)構(gòu)集成的技術(shù)，關(guān)系到力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、使用壽命等很多方面的問題。智能結(jié)構(gòu)技術(shù)智能結(jié)構(gòu)（SmartStructure）是將33智能結(jié)構(gòu)技術(shù)包含的種類1智能蒙皮：智能蒙皮是指在航空航天器、軍艦、潛艇的外殼（蒙皮）內(nèi)植入智能結(jié)構(gòu)，它具有隨外界條件變化而變化及探測(cè)周圍環(huán)境的能力，適合于電子戰(zhàn)（包括識(shí)別、預(yù)警、隱身和通信等）、材料內(nèi)部損傷監(jiān)測(cè)、減振降噪及