控制技術(shù)方向?qū)I(yè)新技術(shù)論文

控制技術(shù)方向?qū)I(yè)新技術(shù)本學(xué)期由楊書儀老師為我們主導(dǎo)開設(shè)了一個(gè)控制技術(shù)方向?qū)I(yè)新技術(shù)的講座，分別由付國(guó)紅老師、伍濟(jì)鋼老師、楊書儀老師以及趙前程老師為我們講解了控制技術(shù)方向的各種新技術(shù)，使我們較為系統(tǒng)的了解了各門新技術(shù)，例如：焊接技術(shù)、醫(yī)療儀器（心電儀）、機(jī)器視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)、Ansys有限元分析、四輪定位等，也使我們深入了解了我們測(cè)控專業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展方向！一、焊接技術(shù)焊接是一門歷史悠久的技術(shù)了，但是，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，她在現(xiàn)代制造等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用！焊接，也寫作焊接或稱熔接、镕接，是一種以加熱方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術(shù)。焊接透過(guò)下列三種途徑達(dá)成接合的目的：1、加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷卻凝固后便接合，必要時(shí)可加入熔填物輔助；2、單獨(dú)加熱熔點(diǎn)較低的焊料，無(wú)需熔化工件本身，借焊料的毛細(xì)作用連接工件（如軟釬焊、硬焊）3、在相當(dāng)于或低于工件熔點(diǎn)的溫度下輔以高壓、疊合擠塑或振動(dòng)等使兩工件間相互滲透接合（如鍛焊、固態(tài)焊接）。依具體的焊接工藝，焊接可細(xì)分為氣焊、電阻焊、電弧焊、感應(yīng)焊接及激光焊接等其他特殊焊接。焊接的能量來(lái)源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。除了在工廠中使用外，焊接還可以在多種環(huán)境下進(jìn)行，如野外、水下和太空。無(wú)論在何處，焊接都可能給操作者帶來(lái)危險(xiǎn)，所以在進(jìn)行焊接時(shí)必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線照射過(guò)度等。關(guān)于現(xiàn)代焊接，焊接過(guò)程中，工件和焊料熔化形成熔融區(qū)域，熔池冷卻凝固后便形成材料之間的連接。這一過(guò)程中，通常還需要施加壓力。焊接的能量來(lái)源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。19世紀(jì)末之前，唯一的焊接工藝是鐵匠沿用了數(shù)百年的金屬鍛焊。最早的現(xiàn)代焊接技術(shù)出現(xiàn)在19世紀(jì)末，先是弧焊和氧燃?xì)夂?，稍后出現(xiàn)了電阻焊。20世紀(jì)早期，隨著第一次和第二次世界大戰(zhàn)開戰(zhàn)，對(duì)軍用器材廉價(jià)可靠的連接方法需求極大，故促進(jìn)了焊接技術(shù)的發(fā)展。今天，隨著焊接機(jī)器人在工業(yè)應(yīng)用中的廣泛應(yīng)用，研究人員仍在深入研究焊接的本質(zhì)，繼續(xù)開發(fā)新的焊接方法，以進(jìn)一步提咼焊接質(zhì)量。焊接雖說(shuō)為一門歷史悠久的技術(shù)，但她能在當(dāng)今社會(huì)煥發(fā)容光必有她存在的道理，我們雖然在金工實(shí)習(xí)時(shí)接觸過(guò)焊接，但那只是簡(jiǎn)單的的了解了她的操作，今天的講座使我們系統(tǒng)深入的了解了她的發(fā)展歷史，焊接工藝，焊接安全，發(fā)展方向等等！二、醫(yī)療儀器（心電儀）醫(yī)療儀器是我們測(cè)控技術(shù)運(yùn)用的一個(gè)重要方向。心電圖儀是由威廉?愛(ài)因托芬發(fā)明的。心臟是人體血液循環(huán)的動(dòng)力裝置。正是由于心臟自動(dòng)不斷地進(jìn)行有節(jié)奏的收縮和舒張活動(dòng)，才使得血液在封閉的循環(huán)系統(tǒng)中不停地流動(dòng)，使生命得以維持。心臟在搏動(dòng)前后，心肌發(fā)生激動(dòng)。在激動(dòng)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生微弱的生物電流。這樣，心臟的每一個(gè)心動(dòng)周期均伴隨著生物電變化。這種生物電變化可傳達(dá)到身體表面的各個(gè)部位。由于身體各部分組織不同，距心臟的距離不同，心電信號(hào)在身體不同的部位所表現(xiàn)出的電位也不同。對(duì)正常心臟來(lái)說(shuō)，這種生物電變化的方向、頻率、強(qiáng)度是有規(guī)律的。若通過(guò)電極將體表不同部位的電信號(hào)檢測(cè)出來(lái)，再用放大器加以放大，并用記錄器描記下來(lái)，就可得到心電圖形。醫(yī)生根據(jù)所記錄的心電圖波形的形態(tài)、波幅大小以及各波之間的相對(duì)時(shí)間關(guān)系，再與正常心電圖相比較，便能診斷出心臟疾病。諸如心電節(jié)律不齊、心肌梗塞、期前收縮、高血壓、心臟異位搏動(dòng)等。心電圖儀就是能將心臟活動(dòng)時(shí)心肌激動(dòng)產(chǎn)生的生物電信號(hào)（心電信號(hào)）自動(dòng)記錄下來(lái)，為臨床診斷和科研常用的醫(yī)療電子儀器。國(guó)內(nèi)一般按照記錄器輸出道數(shù)劃分為：?jiǎn)蔚?、三道、六道和十二道心電圖機(jī)等。她的組成部分為：1、輸入部分；2、放大部分；3、控制電路；4、顯示部分；5、記錄部分；6、電源部分等。由于心電圖機(jī)診斷技術(shù)成熟、可靠，操作簡(jiǎn)便，價(jià)格價(jià)格適中，對(duì)病人無(wú)損傷等優(yōu)點(diǎn)，已成為各級(jí)醫(yī)院中最普及的醫(yī)用電子儀器之一。付國(guó)紅老師深入的向我們講解了心電儀的發(fā)展歷史，功能，工作原理，設(shè)計(jì)方法等等，雖然心電儀的內(nèi)部電路較為復(fù)雜，但至少我們了解了她是怎樣采樣，放大，傳輸，濾波，顯示的，這是我們第一次如此深入的了解一個(gè)與我們專業(yè)相關(guān)的儀器！三、機(jī)器視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)視覺(jué)系統(tǒng)就是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。視覺(jué)系統(tǒng)是指通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。是用于生產(chǎn)、裝配或包裝的有價(jià)值的機(jī)制。它在檢測(cè)缺陷和防止缺陷產(chǎn)品被配送到消費(fèi)者的功能方面具有不可估量的價(jià)值。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。在一些不適合于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺(jué)難以滿足要求的場(chǎng)合，常用機(jī)器視覺(jué)來(lái)替代人工視覺(jué)；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用人工視覺(jué)檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。而且機(jī)器視覺(jué)易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)?？梢栽谧羁斓纳a(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量、引導(dǎo)、檢測(cè)、和識(shí)別，并能保質(zhì)保量的完成生產(chǎn)任務(wù)。一個(gè)完整的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的主要工作過(guò)程如下：1、工件定位檢測(cè)器探測(cè)到物體已經(jīng)運(yùn)動(dòng)至接近攝像系統(tǒng)的視野中心，向圖像采集部分發(fā)送觸發(fā)脈沖。2、圖像采集部分按照事先設(shè)定的程序和延時(shí)，分別向攝像機(jī)和照明系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)脈沖。3、攝像機(jī)停止目前的掃描，重新開始新的一幀掃描，或者攝像機(jī)在啟動(dòng)脈沖來(lái)到之前處于等待狀態(tài)，啟動(dòng)脈沖到來(lái)后啟動(dòng)一幀掃描。4、攝像機(jī)開始新的一幀掃描之前打開曝光機(jī)構(gòu)，曝光時(shí)間可以事先設(shè)定。5、另一個(gè)啟動(dòng)脈沖打開燈光照明，燈光的開啟時(shí)間應(yīng)該與攝像機(jī)的曝光時(shí)間匹配。6、攝像機(jī)曝光后，正式開始一幀圖像的掃描和輸出。7、圖像采集部分接收模擬視頻信號(hào)通過(guò)A/D將其數(shù)字化，或者是直接接收攝像機(jī)數(shù)字化后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。8、圖像采集部分將數(shù)字圖像存放在處理器或計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。9、處理器對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析、識(shí)別，獲得測(cè)量結(jié)果或邏輯控制值。10、處理結(jié)果控制流水線的動(dòng)作、進(jìn)行定位、糾正運(yùn)動(dòng)的誤差等。從上述的工作流程可以看出，機(jī)器視覺(jué)是一種比較復(fù)雜的系統(tǒng)。因?yàn)榇蠖鄶?shù)系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象都是運(yùn)動(dòng)物體，系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)物體的匹配和協(xié)調(diào)動(dòng)作尤為重要，所以給系統(tǒng)各部分的動(dòng)作時(shí)間和處理速度帶來(lái)了嚴(yán)格的要求。在某些應(yīng)用領(lǐng)域，例如機(jī)器人、飛行物體導(dǎo)制等，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或者系統(tǒng)的一部分的重量、體積和功耗都會(huì)有嚴(yán)格的要求。四、Ansys有限元分析有限元分析是用較簡(jiǎn)單的問(wèn)題代替復(fù)雜問(wèn)題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對(duì)每一單元假定一個(gè)合適的（較簡(jiǎn)單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件（如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問(wèn)題的解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題被較簡(jiǎn)單的問(wèn)題所代替。由于大多數(shù)實(shí)際問(wèn)題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。有限元分析是利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進(jìn)行模擬。還利用簡(jiǎn)單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無(wú)限未知量的真實(shí)系統(tǒng)。ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國(guó)ANSYS開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Creo,NASTRAN,Alogor,I-DEAS,AutoCAD等，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí)CAE工具之一。楊書儀老師為我們講的有限元分析方法雖然我們不是很了解，但她的作用在計(jì)算機(jī)輔助分析領(lǐng)域不可或缺，雖然我們只是簡(jiǎn)單的了解，但至少我們有所了解，在以后的CAE方面我們知道該怎么做，該用什么方法！五，四輪定位四輪定位是以車輛的四輪參數(shù)為依據(jù)，通過(guò)調(diào)整以確保車輛良好的行駛性能并具備一定的可靠性。轎車的轉(zhuǎn)向車輪、轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸三者之間的安裝具有一定的相對(duì)位置，這種具有一定相對(duì)位置的安裝叫做轉(zhuǎn)向車輪定位，也稱前輪定位。前輪定位包括主銷后傾（角）、主銷內(nèi)傾（角）、前輪外傾（角）和前輪前束四個(gè)內(nèi)容。[1]這是對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)向前輪而言，對(duì)兩個(gè)后輪來(lái)說(shuō)也同樣存在與后軸之間安裝的相對(duì)位置，稱后輪定位。后輪定位包括車輪外傾（角）和逐個(gè)后輪前束。這樣前輪定位和后輪定位總起來(lái)說(shuō)叫四輪定位。前輪定位包括主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、前輪外傾角和前輪前束四個(gè)內(nèi)容。后輪定位包括車輪外傾角和逐個(gè)后輪前束。這樣前輪定位和后輪定位總起來(lái)說(shuō)叫車輪定位，也就是常說(shuō)的四輪定位。她的作用或者好處有：1、增加行駛安全；2、減少輪胎磨損；3、保持直行時(shí)轉(zhuǎn)向盤正直，4、維持直線行車；5、轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤自動(dòng)歸正；6、增加駕駛控制感；7、減少燃燒消耗；8、減低懸掛部件耗損。趙前程老師為我們簡(jiǎn)單的講解了關(guān)于汽車的四輪定位以及他設(shè)計(jì)制造的四輪定位儀的研發(fā)過(guò)程，雖然他說(shuō)的很輕松，但我們能夠從那一堆的數(shù)據(jù)中看出研發(fā)一臺(tái)精密儀器的艱辛過(guò)程，不過(guò)，當(dāng)你成功后，或許也會(huì)像趙老師那樣談笑風(fēng)生，當(dāng)然，回報(bào)是很豐厚的！如果沒(méi)有成功，至少我們?cè)?jīng)努力過(guò)，知道我們的不足在哪，也明