(1)在儀(yi) 器儀(yi) 表結構、性能改進中的應用
首先,智能自動化技術為(wei) 儀(yi) 器儀(yi) 表與(yu) 測量的相關(guan) 領域的應用開辟了廣闊的前景。運用智能化軟硬件,使每台儀(yi) 器或儀(yi) 表能隨時準確地分析、處理當前的和以前的數據信息,恰當地從(cong) 低、中、高不同層次上對測量過程進行抽象,以提高現有測量係統的性能和效率,擴展傳(chuan) 統測量係統的功能,如運用神經網絡、遺傳(chuan) 算法、進化計算、混沌控製等智能技術,使儀(yi) 器儀(yi) 表實現高速、高效、多功能、高機動靈活等性能。
其次,也可在分散係統的不同儀(yi) 器儀(yi) 表中采用微處理器、微控製器等微型芯片技術,設計模糊控製程序,設置各種測量數據的臨(lin) 界值,運用模糊規則的模糊推理技術,對事物的各種模糊關(guan) 係進行各種類型的模糊決(jue) 策。其優(you) 勢在於(yu) 不必建立被控對象的數學模型,也不需大量的測試數據,隻需根據經驗,總結合適的控製規則,應用芯片的離線計算、現場調試,按我們(men) 的需要和精確度產(chan) 生準確的分析和準時的控製動作。
特別是在傳(chuan) 感器測量中,智能自動化技術的應用更為(wei) 廣泛。用軟件實現信號濾波,如快速傅立葉變換、短時傅立葉變換、小波變換等技術,是簡化硬件,提高信噪比,改善傳(chuan) 感器動態特性的有效途徑,但需要確定傳(chuan) 感器的動態數學模型,而且高階濾波器的實時性較差。運用神經網絡技術,可實現高性能的自相關(guan) 濾波和自適應濾波。充分利用人工神經網絡技術強有力的自學習(xi) 、自適應、自組織能力,聯想、記憶功能以及對非線性複雜關(guan) 係的輸入、輸出間的黑箱映射特性,無論在適用性和快速實時性等各方麵都將大大超過複雜函數式,可充分利用多傳(chuan) 感器資源,綜合獲取更準確、更可信的結論。其中實時與(yu) 非實時的、快變與(yu) 緩變的、模糊和確定性的數據信息,可能相互支持,也可能相互矛盾,此時,對象特征的提取、融合,直至最終決(jue) 策,作出正確的判斷,將成為(wei) 難點。於(yu) 是神經網絡或模糊邏輯將成為(wei) 最值得選用的方法。例如,氣體(ti) 傳(chuan) 感陣列用於(yu) 混合氣體(ti) 識別,在信號處理方法上可采用自組織映射網絡和BP網絡相結合,先進行分類,再識別組分,將傳(chuan) 統方法的全程擬合轉化為(wei) 分段擬合,以降低算法的複雜度,提高識別率。又如,食品味覺信號的檢測和識別的難度,曾一度是研究與(yu) 開發單位的主要障礙所在。如今可利用小波變換進行數據壓縮和特征提取,然後將數據輸入用遺傳(chuan) 算法訓練過的模糊神經網絡,則大大提高了對簡單複合味的識別率。再如,在布匹麵料質量的評定,柔性*作手對觸覺信號的處理,機器的故障診斷領域,智能自動化技術也都取得了大量的成功實例。
(2)在虛擬儀(yi) 器結構設計中的應用
儀(yi) 器與(yu) 測量技術和計算機技術的結合,不但大大提高了測量精確度與(yu) 智能自動化水平,特別是計算機的硬件軟化和軟件模塊化的虛擬儀(yi) 器的迅猛發展,以及其與(yu) 網絡化係統資源程序的統一和優(you) 化性能配置,為(wei) 儀(yi) 器儀(yi) 表的智能化水平的迅速提高,創造了越來越優(you) 越的條件。
在儀(yi) 器儀(yi) 表結構設計中,儀(yi) 器廠家過去都是以源代碼形式向用戶提供智能虛擬儀(yi) 器即插即用的儀(yi) 器驅動器,為(wei) 了簡化最終用戶的使用*作與(yu) 開發過程,不斷提高運行效率,以及編程質量和編程靈活性,相關(guan) 儀(yi) 器廠家在VXI即插即用的總線儀(yi) 器驅動器標準的基礎上作出了一套新的智能化儀(yi) 器驅動軟件規範,在虛擬儀(yi) 器結構與(yu) 性能上進行了下述多方麵改進。
首先,考慮要兼顧用戶的直觀、易用與(yu) 盡可能提高運行效率,並保持原來VXI總線即插即用標準的高層編程接口,以提供相同的功能函數調用格式。
其次,在最新Labwindows/CVI 5.0內(nei) 建的開發工具基礎上,運用智能化手段,使智能虛擬儀(yi) 器(IVI)的儀(yi) 器驅動器代碼,可以在人機交互作用下自動生成,這樣既簡化了大量編程工作量,又統一了驅動器代碼的編程結構和風格,還大大方便了不同水平用戶的使用和維護。再次,應用一係列智能手法,識別、跟蹤和管理所有各種儀(yi) 器狀態和設置,使用戶能直接進入所有低層設置,並通過智能狀態管理,使用戶可根據需要,在“測試開發”和“正常運行”兩(liang) 種模式之間隨意切換。在“測試開發”模式下,驅動器可智能自動化地完成一係列狀態檢查,以幫助發現各種編程錯誤。當程序調試正常投入使用後,用戶即可切換到“正常運行”模式,以使驅動軟件高速運行。這樣既保證了儀(yi) 器的安全性和可靠性,又可使軟件隨時投入高速運行,盡可能提高其運行效率。
另外,也由於(yu) 采用了各種智能化方法,使驅動器可實現多線程同時安全運行,進行多線程並行測試;同時,驅動器還具有強大的仿真功能,可以在不連接實際儀(yi) 器的情況下,開發測試程序。
最後一個(ge) 特點是驅動器運行隻與(yu) 測試功能相關(guan) ,而與(yu) 儀(yi) 器采用的接口總線方式無關(guan) ,隻通過一個(ge) 初始化函數In it with Options來區分儀(yi) 器接口總線和地域的異用。
總之,由於(yu) 虛擬儀(yi) 器采用了一係列智能自動化手段,徹底改變了以往VXI總線即插即用標準儀(yi) 器驅動器的運行效率低,編程的結構、風格不一致,編程困難,質量低,工作量大,使用、維護麻煩等等一係列缺陷,從(cong) 而在高效、高質量、安全可靠、使用方便、靈活的條件下實現全麵地統一運行,顯示出智能自動化技術對虛擬儀(yi) 器以至整個(ge) 儀(yi) 器儀(yi) 表工業(ye) 高速發展的深遠影響。
(3)儀(yi) 器儀(yi) 表網絡化中的應用
由於(yu) 儀(yi) 器與(yu) 計算機一旦組成網絡,即可憑借智能化軟硬件(諸如模式識別、神經網絡的自學習(xi) 、自適應、自組織和聯想記憶功能),充分發揮靈活調用和合理配置網上各種計算機和儀(yi) 器儀(yi) 表的各自資源特性和潛力,產(chan) 生1+1>2的組合優(you) 勢。例如,目前已可使用連接到Web的數字萬(wan) 用表和示波器,通過因特網和模式識別軟件區別不同的時空條件和儀(yi) 器儀(yi) 表的類別特征以及測出臨(lin) 界值,作出不同的特征響應;也可使用分布式數據采集係統代替過去單獨使用的數據采集設備,以至可跨越以太網或其他網絡,實施遠程測量和采集數據,並進行分類的存儲(chu) 和應用。
網絡化的智能測量環境將網上各種類型,不同任務的計算機和儀(yi) 器儀(yi) 表有機地聯係在一起,完成各種形式的任務要求,如在某地采集數據後送往各種需要這些數據的地方,把相同數據按需拷貝多份,送往各需要部門;或者定期將測量結果送往遠方數據庫保存,供需要時隨時調用。而多個(ge) 用戶可同時對同一過程進行監控,例如各部門工程技術人員、質量監控人員以及主管領導人員可同時分別在相距遙遠的各地監測、控製同一生產(chan) 運輸過程,不必親(qin) 臨(lin) 現場而又能及時收集各方麵數據,進行決(jue) 策或建立數據庫,分析現象規律。一旦發生問題,可立即展現眼前或重新配置,或即時商討決(jue) 策,立即采取相應措施。
另外,智能重構信息處理技術也將為(wei) 儀(yi) 器儀(yi) 表創造更廣闊的活動舞台。結合了計算機與(yu) 專(zhuan) 用集成電路(ASIC)優(you) 點的可重構計算機,不僅(jin) 要根據不同的計算任務對大量的可編程邏輯單元陣列(FPGA)作出靈活的相應配置,其指令級、比特級、流水線級以至任務級的並行計算,使其運行速度達到通用計算機的數百倍以上。
綜上所述,隨著智能自動化技術應用的日益深入及應用範圍與(yu) 規模的不斷擴大,我國的儀(yi) 器儀(yi) 表產(chan) 業(ye) 的發展水平必將快速邁向更高階段。#p#分頁標題#e#
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