关键词：测控技术；测控仪器；智能化；系统应用
中图分类号：G642 文献标识码：A
1 引言
现代市场经济的活跃状态和社会的高水平发展都为先进工业技术的应用及相关装备的研发制造提供了坚实的保障。对于电子信息技术来说，其在工业领域中的应用形式十分多样。而测控技术则是较为常见的一类将电子信息技术在工业领域中落实生产的方式，借助测控技术和仪器的智能化改造契机，能在保证测控效果和生产制造效率的前提下有效降低人工工作量。可见智能化发展对于测控技术与仪器的创新及应用具有重要的现实意义。
2 测控技术与仪器智能化发展的意义
（1）测控技术智能化。测控技术不同于传统的理论基础，它更倾向于实际的工业应用，并与工业的整体发展水平有着密切关联。测控技术应用于工业生产中的实际效果会受到多种复杂因素的共同作用。就我国目前的工业发展整体情况来看，测控技术的发展仍存在较大的局限性。必须要在解决技术难题的基础上，进一步拓宽测控技术的应用市场和发展前景，从智能化的角度进行技术的创新，尝试在新兴领域中应用都可以作为具有较高可行性的变革途径。（2）仪器智能化。在实际的工程应用中，将测控技术转变为实际应用工具的途径主要依赖于各类先进的仪器设备。作为数据采集和处理的主要工具，测控仪器在实际的工业生产和制造中发挥着重要作用。智能化的测控仪器能够更好的适应工业生产的实际需要，并具备一定的可拓展性和优化空间，还能够伴随测控技术的发展而逐步实现提升和完善。智能化测控仪器可充分适应全球化的市场发展背景，借鉴世界范围内的先进测控技术来持续的改进和完善自身的功能，进而在智能测控的角度有效发挥其在工业应用中的价值。
3 测控技术与仪器的智能化发展与应用
3.1 无人机智能测控系统
无人机智能测控系统的决策过程是从通过有效载荷、传感器数据、目标及任务信息，结合实时反馈的环境及态势信息，建立原始数据与决策结果的数学映射模型，依据专家经验或规则逻辑做出对当前任务执行、平台健康和飞行控制等问题的解释，再结合目标、优先级限制和约束条件等做出评估，在此基础上做出决策，并根据授权执行决策指令。整个过程可以用“原始数据—信息—知识—理解—评估—决策—执行”来表述。通常无人机智能测控系统的目的是要实现信息融合、态势感知、决策规划、执行管理及人机交互等功能，以满足无人机地面操作员认知、决策和辅助操作的需求。模型中的故障诊断及定位功能，建立了机载传感器与智能决策系的告警链接，并将结果反馈到任务重规划过程;任务规划功能包括环境态势评估和任务执行代价评估，并结合平台作战能力，最终实现任务优先级调度及路径规划;模型中的健康管理是测控系统所必需的一个模块，它是平台性能评估的关键，主要功能是估计各设备、部件、传感器的维护需求及使用寿命等。
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3.2 故障预测与健康管理
除了无人机平台本身，测试性、维修性、保障性已经被提升到和设备性能同等重要的位置，健康管理技术正是针对无人机的可维护性设计的保障决策机制，是无人机智能测控系统的重要组成部分，通常利用先进的传感器采集设备的各项关键参数，在分析算法和智能模型驱动下预测、监控和管理无人机的重要状态参数。对无人机系统、设备以及关键部件进行状态监测、故障预测及剩余寿命评估，并形成对无人机的保障及维修决策。状态监测模块主要通过接收来自传感器、遥测数据以及对象本身的状态参数，采用数据分析算法与正常参数范围进行比较，从而判断对象的状态，并且通过设置各类状态参数指标阈值形成故障告警能力;故障预测模块主要综合利用序列数据信息，评估预测被监测对象未来的故障发生概率，包括故障预测和趋势追踪等;剩余寿命估计模块主要是基于各种状态参数的历史数据、当前工作状态以及维修数据等构建退化模型，评估被监测对象的健康状态，产生健康状态监测记录并评估对象剩余使用寿命。国内方面，无人机健康管理工程应用几乎一片空白。自十一五《国家中长期科学技术和技术发展规划纲要》把“重大产品和重大设施的寿命预测技术”列为亟待发展的前沿技术，至十三五“重大产品和重大设施的寿命预测技术”仍然是亟待发展的前沿技术。虽然近年来在状态监测、故障预测和诊断方面进行了大量的方法性研究，然而尚无成功工程案例可供参考。
3.3 软件开发领域的发展和应用
人们对于测控技术的主观认识一般仍停留在各种测量仪器的层面。而如今的测控技术已能够在硬件和软件的角度实现综合应用。在软件开发领域，以智能化虚拟测控技术为核心而研发的测控软件在应用方面具有很大的可扩展性。通过联合其他专业测量软件配合使用，能够实现跨领域和跨学科的综合应用。测控技术实现的软件开发功能可让人和机器保持协同配合的高效工作状态，从而间接实现人工智能的计算机控制方式。测控技术的引入让计算机软件的开发流程和测试环节有所简化。此外，一些实现特殊功能的计算机软件还可以测控技术的核心理论作为技术支持，提供丰富的扩展接口。
3.4 屏蔽
（1）电磁屏蔽。电磁屏蔽的主要目的是通过消除电感性耦合来进行屏蔽。具体的操作方法是使用优良导体将接收电路包围，发挥屏蔽器的作用。因此，外界的电磁场在屏蔽层上会产生涡流，进而产生反向电磁场。反向电磁场会将外界电磁场的影响抵消，从而起到抑制互感耦合的作用。（2）静电屏蔽。静电屏蔽的具体方法是将接收电路用低电阻材料的导体进行包围，并使屏蔽层与地面接触，从而消除存在于干扰源和接收电路之间的寄生电路，其目的是消除电容性耦合。（3）低频磁场屏蔽。具体方法是以一个闭合空间将干扰磁场封闭起来，或将需要保护的电路利用非晶态金属、铁氧体等高导磁率的材料包围起来。该方法的机理不是反射，而是吸收。
4 结束语
综上所述，结合目前的科技发展水平及测控技术发展的现状来看，测控技术与仪器的发展已经取得了一定成效。然而，后续发展进程中需要不断完善和优化的细节成分数量也十分可观。各项核心技术的综合运用和以现代工业化产业为基础支撑的应用平台将对测控技术与仪器的智能化发展产生关键性的影响。
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论文作者:焦磊
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第19期
论文发表时间:2020/3/16
标签：技术论文; 无人机论文; 仪器论文; 状态论文; 屏蔽论文; 故障论文; 电磁场论文; 《科学与技术》2019年第19期论文;