Teicneolaíocht tomhais agus rialaithe agus teicneolaíocht ionstraimíochta a thuiscint

Teoiric agus teicneolaíocht is ea teicneolaíocht tomhais agus rialaithe agus ionstraim a dhéanann staidéar ar fháil agus ar phróiseáil faisnéise agus ar rialú eilimintí gaolmhara.Tagraíonn “Teicneolaíocht agus ionstraimí tomhais agus rialaithe” do na modhanna agus don trealamh chun faisnéis a bhailiú, a thomhas, a stóráil, a tharchur, a phróiseáil agus a rialú, lena n-áirítear teicneolaíocht tomhais, teicneolaíocht rialaithe, agus ionstraimí agus córais a chuireann na teicneolaíochtaí seo chun feidhme.

Teicneolaíocht Tomhais agus Rialaithe
Tá teicneolaíocht agus ionstraimí tomhais agus rialaithe bunaithe ar innealra beachtas, teicneolaíocht leictreonach, optaic, rialú uathoibríoch agus teicneolaíocht ríomhaireachta.Déanann sé staidéar go príomha ar phrionsabail, ar mhodhanna agus ar phróisis nua de theicneolaíochtaí tástála beachta agus rialaithe éagsúla.Le blianta beaga anuas, tá ról níos tábhachtaí ag teicneolaíocht ríomhaireachta i dtaighde iarratais na teicneolaíochta tomhais agus rialaithe.
Is teicneolaíocht feidhmchláir í an teicneolaíocht tomhais agus rialaithe a chuirtear i bhfeidhm go díreach ar tháirgeadh agus ar shaolré, agus clúdaíonn a cur i bhfeidhm réimsí éagsúla den saol sóisialta mar “meáchan na talmhaíochta, na farraige, na talún agus an aeir, bia agus éadaí”.Is í an teicneolaíocht ionstraimíochta “iolraitheoir” an gheilleagair náisiúnta, an “céad oifigeach” taighde eolaíoch, an “cumhacht comhraic” san arm, agus an “breitheamh ábhartha” i rialacháin dhlíthiúla.Is siombailí agus modhanna tábhachtacha iad teicneolaíocht tástála agus rialaithe ríomhairithe agus ionstraimí agus córais tomhais agus rialaithe atá cliste agus beacht i réimsí na táirgeachta tionsclaíochta agus talmhaíochta nua-aimseartha, taighde eolaíoch agus teicneolaíochta, bainistíocht, cigireacht agus monatóireacht, agus tá ról ag éirí níos tábhachtaí acu.

Feidhm na Teicneolaíochta Tomhais agus Rialaithe agus Teicneolaíocht Ionstraimíochta
Is teicneolaíocht fheidhmeach í an teicneolaíocht tomhais agus rialaithe, a úsáidtear go forleathan i réimsí éagsúla tionscail, talmhaíochta, iompair, loingseoireachta, eitlíochta, míleata, cumhacht leictreach agus saol sibhialta.Le forbairt na teicneolaíochta táirgthe, tá ról ríthábhachtach ag teicneolaíocht tomhais agus rialaithe sa teicneolaíocht rialaithe ó rialú tosaigh amháin agus a threalamh, go dtí rialú an phróisis iomláin, agus fiú an córas, go háirithe i dteicneolaíocht nua-aimseartha an lae inniu. i réimse na heolaíochta agus na teicneolaíochta nua-aimseartha.
Sa tionscal metallurgical, áirítear le cur i bhfeidhm na teicneolaíochta tomhais agus rialaithe: rialú foirnéise soinneáin te, rialú luchtaithe agus rialú foirnéise soinneáin sa phróiseas déanta iarainn, rialú brú, rialú luas muileann rollta, rialú coil, etc. sa phróiseas rollta cruach, agus ionstraimí braite éagsúla a úsáidtear iontu.
Sa tionscal cumhachta leictreachais, cuimsíonn cur i bhfeidhm na teicneolaíochta tomhais agus rialaithe córas rialaithe dócháin an choire, monatóireacht uathoibríoch, cosaint uathoibríoch, coigeartú uathoibríoch agus córas rialaithe clár uathoibríoch an tuirbín gaile, agus an córas rialaithe ionchuir cumhachta agus aschuir de an t-inneall.
Sa tionscal guail, áirítear le cur i bhfeidhm na teicneolaíochta tomhais agus rialaithe: ionstraim logála meatán guail sa phróiseas mianadóireachta guail, ionstraim braite comhdhéanamh aeir mianach, brathadóir gáis mianach, córas monatóireachta sábháilteachta faoi thalamh, etc., rialú próiseas múchadh cóc agus rialú aisghabhála gáis i próiseas scagtha guail, rialú próisis scagtha, rialú tarchurtha innealra táirgthe, etc.
Sa tionscal peitriliam, cuimsíonn cur i bhfeidhm na teicneolaíochta tomhais agus rialaithe: aimsitheoir maighnéadach, méadar ábhar uisce, tomhas brú agus ionstraimí tomhais eile a thacaíonn le teicneolaíocht logála sa phróiseas táirgthe ola, córas soláthair cumhachta, córas soláthair uisce, córas soláthair gaile, córas soláthair gáis. , Córas stórála agus iompair agus trí chóras cóireála dramhaíola agus na hionstraimí braite do líon mór paraiméadair sa phróiseas táirgthe leanúnach.
Sa tionscal ceimiceach, cuimsíonn cur i bhfeidhm na teicneolaíochta tomhais agus rialaithe: tomhas teochta, tomhas sreafa, tomhas leibhéal leachtach, tiúchan, aigéadacht, taise, dlús, moirtiúlacht, luach calrach agus comhpháirteanna éagsúla gáis measctha.Ionstraimí rialaithe a rialaíonn na paraiméadair rialaithe go rialta, etc.
Sa tionscal innealra, cuimsíonn cur i bhfeidhm na teicneolaíochta tomhais agus rialaithe: uirlisí meaisín rialaithe digiteach cruinneas, línte táirgeachta uathoibríocha, robots tionsclaíocha, etc.
Sa tionscal aeraspáis, cuimsíonn cur i bhfeidhm na teicneolaíochta tomhais agus rialaithe: tomhas paraiméadair mar airde eitilte aerárthach, luas eitilte, staid eitilte agus treo, luasghéarú, ró-ualach, agus staid innill, teicneolaíocht feithicle aeraspáis, teicneolaíocht spásárthaí, agus tomhas aeraspáis. agus teicneolaíocht rialaithe.Fan.
I dtrealamh míleata, cuimsíonn cur i bhfeidhm na teicneolaíochta tomhais agus rialaithe: airm bheachtastreoraithe, lón lámhaigh cliste, córas ordaithe uathoibrithe míleata (córas C4IRS), trealamh míleata spáis lasmuigh (cosúil le taiscéalaíocht mhíleata éagsúla, cumarsáid, rabhadh luath, satailítí loingseoireachta, etc. .).

Foirmiú agus Forbairt Teicneolaíochta Tomhais agus Rialaithe
Na fíricí stairiúla d'fhorbairt na heolaíochta agus na teicneolaíochta Tá stair na tuisceana daonna agus claochlú an dúlra mar chuid thábhachtach de stair na sibhialtachta daonna freisin.Braitheann forbairt na heolaíochta agus na teicneolaíochta ar dtús ar fhorbairt na teicneolaíochta tomhais.Tosaíonn eolaíocht nádúrtha nua-aimseartha le tomhas sa chiall is fíor.Aislingíonn go leor eolaithe den scoth a bheith ina aireagóirí ionstraimí eolaíocha agus ina mbunaitheoirí modhanna tomhais.Tiomáineann dul chun cinn na teicneolaíochta tomhais dul chun cinn na heolaíochta agus na teicneolaíochta go díreach.
An chéad réabhlóid teicneolaíochta
Sa 17ú agus 18ú haois, bhí teicneolaíocht tomhais agus rialaithe ag teacht chun cinn.Thosaigh roinnt fisiceoirí san Eoraip ag úsáid fórsa reatha agus réimse maighnéadach chun galbhánaiméadair shimplí a dhéanamh, agus úsáid a bhaint as lionsaí optúla chun teileascóip a dhéanamh, rud a leag an bonn d'ionstraimí leictreacha agus optúla.Sna 1760idí, thosaigh an chéad réabhlóid eolaíoch agus teicneolaíochta sa Ríocht Aontaithe.Go dtí an 19ú haois, leathnaigh an chéad réabhlóid eolaíoch agus teicneolaíochta go dtí an Eoraip, Meiriceá, agus an tSeapáin.Le linn na tréimhse seo, baineadh úsáid as roinnt ionstraimí tomhais simplí, mar shampla ionstraimí chun fad, teocht, brú, etc., a thomhas.Sa saol, tá táirgiúlacht ollmhór cruthaithe.

An dara réabhlóid teicneolaíochta
Spreag sraith forbairtí i réimse an leictreamaighnéadas go luath sa 19ú haois an dara réabhlóid teicneolaíochta.Mar gheall ar aireagán na hionstraime chun sruth a thomhas, cuireadh leictreamaighnéadas go tapa ar an mbóthar ceart, agus d'fhás fionnachtain amháin i ndiaidh a chéile.Chuir go leor aireagán i réimse an leictreamaighnéadas, mar shampla an teileagraf, an teileafón, an gineadóir, etc., le teacht na haoise leictrigh.Ag an am céanna, tá ionstraimí éagsúla eile le haghaidh tomhais agus breathnóireachta ag teacht chun cinn freisin, mar shampla an teodolít den chéad scoth a úsáidtear le haghaidh tomhais ardaithe roimh 1891.

An tríú réabhlóid teicneolaíochta
Tar éis an Dara Cogadh Domhanda, chuir an gá práinneach le hardteicneolaíocht i dtíortha éagsúla chun cinn an t-athrú ar theicneolaíocht táirgthe ó mheicníocht ghinearálta go leictriú agus uathoibriú, agus rinneadh sraith de mhórbhearta chun cinn i dtaighde teoiriciúil eolaíoch.
Le linn na tréimhse seo, thosaigh an tionscal déantúsaíochta arna ionadú ag táirgí leictrimheicniúla ag forbairt go tionsclaíoch.Is iad saintréithe olltáirgeadh táirgí ná oibríochtaí timthriallacha agus oibríochtaí sreafa.Chun iad seo a dhéanamh uathoibríoch, ní mór suíomh an phíosa oibre a bhrath go huathoibríoch le linn na céime díothaithe den phróiseáil agus den táirgeadh., méid, cruth, posture nó feidhmíocht, etc. Chun na críche sin, tá gá le líon mór feistí tomhais agus rialaithe.Ar an láimh eile, éilíonn ardú an tionscail cheimiceach le peitriliam mar amhábhar líon mór ionstraimí tomhais agus rialaithe.Thosaigh ionstraimíocht uathoibrithe a chaighdeánú, agus bunaíodh córas rialaithe uathoibríoch ar éileamh.Ag an am céanna, rugadh uirlisí meaisín CNC agus teicneolaíocht robot freisin le linn na tréimhse seo, ina bhfuil iarratais thábhachtacha ag teicneolaíocht tomhais agus rialaithe agus ionstraimí.
Le forbairt na heolaíochta agus na teicneolaíochta, tá ionstraimíocht ina uirlis theicniúil fíor-riachtanach le haghaidh tomhais, rialú agus uathoibriú, ag tosú ó thomhas agus breathnóireacht shimplí.Chun freastal ar riachtanais na ngnéithe éagsúla, tá ionstraimíocht méadaithe ó réimsí iarratais traidisiúnta go réimsí iarratais neamhthraidisiúnta ar nós bithleighis, timpeallacht éiceolaíoch, agus bithinnealtóireacht.
Ón 21ú haois, tá líon mór de na héachtaí teicneolaíochta is déanaí, mar shampla torthaí taighde innealra cruinneas nana-scála, torthaí taighde ceimiceach nua-aimseartha ar leibhéal móilíneach, torthaí taighde bitheolaíochta géine-leibhéal, agus ard-cruinneas ultra-cruinneas taighde ábhair fheidhmiúla speisialta. torthaí agus domhanda Tá torthaí an popularization agus cur i bhfeidhm na teicneolaíochta líonra tar éis teacht amach ceann i ndiaidh a chéile, a bhfuil athrú bunúsach i réimse na hionstraime agus a chuireann le teacht ar ré nua na n-ionstraimí ardteicneolaíochta agus Chliste.

Braiteoirí i gcórais tomhais agus rialaithe
Tá an córas tomhais agus rialaithe ginearálta comhdhéanta de braiteoirí, tiontairí idirmheánacha agus taifeadáin taispeána.Déanann an braiteoir an chainníocht fhisiciúil tomhaiste a bhrath agus a thiontú ina chainníocht fhisiceach tomhaiste.Déanann an tiontaire idirmheánach aschur an braiteora a anailísiú, a phróiseáil agus a thiontú ina chomhartha ar féidir leis an ionstraim ina dhiaidh sin glacadh leis, agus é a aschur chuig córais eile, nó déantar é a thomhas ag an taifeadán taispeána.Taispeántar agus taifeadtar na torthaí.
Is é an braiteoir an chéad nasc den chóras tomhais.Maidir leis an gcóras rialaithe, má tá an ríomhaire i gcomparáid leis an inchinn, ansin tá an braiteoir comhionann leis na cúig céadfaí, rud a chuireann isteach go díreach ar chruinneas rialaithe an chórais.
Go ginearálta tá an braiteoir comhdhéanta d'eilimintí íogaire, comhaid chomhshó, agus ciorcaid chomhshó.Braitheann an luach tomhaiste go díreach ag an eilimint íogair, agus tá caidreamh cinnte ag athrú luach paraiméadar áirithe ann féin leis an athrú ar an luach tomhaiste, agus is furasta an paraiméadar seo a thomhas agus a aschur;ansin déantar aschur an eilimint íogair a thiontú go paraiméadar leictreach ag an eilimint chomhshó;Ar deireadh, méadaíonn an ciorcad comhshó aschur na bparaiméadar leictreach ag an eilimint chomhshó agus déanann sé iad a thiontú ina gcomharthaí leictreacha úsáideacha atá áisiúil le taispeáint, le taifeadadh, le próiseáil agus le rialú.
Staid Reatha agus Forbairt Braiteoirí Nua
Tá teicneolaíocht braite ar cheann de na hardteicneolaíochtaí is mó forbartha ar domhan inniu.Ní hamháin go saothraíonn an braiteoir nua cruinneas ard, raon mór, iontaofacht ard agus tomhaltas ísealchumhachta, ach forbraíonn sé freisin i dtreo comhtháthú, miniaturization, digitiú agus faisnéis.

1. Chliste
Tagraíonn faisnéis an braiteora don chomhcheangal d'fheidhmeanna braiteoirí traidisiúnta agus feidhmeanna ríomhairí nó comhpháirteanna eile chun tionól neamhspleách a fhoirmiú, a bhfuil ní hamháin feidhmeanna piocadh faisnéise agus comhshó comhartha, ach tá cumas próiseála sonraí aige freisin. , anailís chúitimh agus cinnteoireacht.

2. Líonrú
Is é líonrú an braiteora a chumasú don braiteoir an fheidhm a bhaineann le nascadh leis an líonra ríomhaireachta, an cumas tarchurtha agus próiseála faisnéise fad-achair a bhaint amach, is é sin, an tomhas "thar-an-fhís" den tomhas a bhaint amach. agus córas rialaithe.

3. Miniaturization
Laghdaíonn luach miniaturization an braiteora go mór méid an braiteora faoin gcoinníoll go bhfuil an fheidhm gan athrú nó fiú feabhsaithe.Is é miniaturization an riachtanas a bhaineann le cruinneas tomhais agus rialú nua-aimseartha.I bprionsabal, is lú méid an braiteora, is lú an tionchar ar an réad tomhaiste agus ar an gcomhshaol, is lú an tomhaltas fuinnimh, agus is é is éasca é tomhas cruinn a bhaint amach.

4. Comhtháthú
Tagraíonn comhtháthú braiteoirí do chomhtháthú an dá threo seo a leanas:
(1) Is féidir le comhtháthú paraiméadair tomhais iolracha paraiméadair iolracha a thomhas.
(2) Comhtháthú braite agus ciorcaid ina dhiaidh sin, is é sin, comhtháthú comhpháirteanna íogair, comhpháirteanna comhshó, ciorcaid chomhshó agus fiú soláthairtí cumhachta ar an sliseanna céanna, ionas go mbeidh ardfheidhmíocht aige.

5. Digitiú
Is é luach digiteach an braiteora gur cainníocht dhigiteach é aschur faisnéise an braiteora, a fhéadfaidh tarchur fad-achair agus ardchruinneas a bhaint amach, agus is féidir é a nascadh le trealamh próiseála digiteach cosúil le ríomhaire gan naisc idirmheánacha.
Níl comhtháthú, faisnéis, miniaturization, líonrú agus digitiú braiteoirí neamhspleách, ach comhlántach agus idirghaolmhar, agus níl aon teorainn shoiléir eatarthu.
Teicneolaíocht Rialaithe i gCóras Tomhais agus Rialaithe

Teoiric Rialú Bunúsach
1. Teoiric rialaithe chlasaiceach
Áirítear le teoiric rialaithe chlasaiceach trí chuid: teoiric rialaithe líneach, teoiric rialaithe samplála, agus teoiric rialaithe neamhlíneach.Glacann cibearnéitic chlasaiceach Laplace claochlú agus Z a athrú mar uirlisí matamaitice, agus glacann sé an córas seasta líneach aon-ionchuir-aonair mar phríomhrud taighde.Déantar an chothromóid dhifreálach a dhéanann cur síos ar an gcóras a chlaochlú go dtí an fearann ​​uimhir choimpléascach trí Laplace transform nó Z transform, agus faightear feidhm aistrithe an chórais.Agus bunaithe ar an fheidhm aistrithe, modh taighde trajectory agus minicíocht, ag díriú ar anailís a dhéanamh ar chobhsaíocht agus cruinneas seasta-stáit an chórais rialaithe aiseolais.

2. Teoiric Rialaithe Nua-Aimseartha
Is teoiric rialaithe í teoiric rialaithe nua-aimseartha atá bunaithe ar mhodh spáis an stáit, arb é príomh-chomhpháirt an teoiric rialaithe uathoibríoch í.Sa teoiric rialaithe nua-aimseartha, déantar anailís agus dearadh an chórais rialaithe go príomha trí chur síos a dhéanamh ar athróga stáit an chórais, agus is é an modh bunúsach an modh fearainn ama.Is féidir le teoiric rialaithe nua-aimseartha déileáil le raon i bhfad níos leithne d'fhadhbanna rialaithe ná an teoiric rialaithe chlasaiceach, lena n-áirítear córais líneacha agus neamhlíneacha, córais stáiseanóireachta agus ama-athraitheacha, córais aon-athróg agus córais il-athróg.Tá na modhanna agus na halgartaim a ghlacann sé níos oiriúnaí freisin do ríomhairí digiteacha.Tugann teoiric rialaithe nua-aimseartha an deis freisin córais rialaithe optamach a dhearadh agus a thógáil le táscairí feidhmíochta sonraithe.

Córas Rialaithe
Tá an córas rialaithe comhdhéanta d'fheistí rialaithe (lena n-áirítear rialaitheoirí, actuators agus braiteoirí) agus rudaí rialaithe.Is féidir leis an bhfeiste rialaithe a bheith ina dhuine nó ina mheaisín, arb é an difríocht idir rialú uathoibríoch agus rialú láimhe.Maidir leis an gcóras rialaithe uathoibríoch, de réir na bprionsabal rialaithe éagsúla, is féidir é a roinnt ina chóras rialaithe lúb oscailte agus córas rialaithe lúb dúnta;De réir aicmiú na gcomharthaí tugtha, is féidir é a roinnt ina chóras rialaithe luach leanúnach, córas rialaithe leantach agus córas rialaithe clár.

Teicneolaíocht ionstraimí fíorúil
Is cuid thábhachtach den chóras tomhais agus rialaithe é ionstraim tomhais, atá roinnte ina dhá chineál: ionstraim neamhspleách agus ionstraim fhíorúil.
Bailíonn, próiseálann, agus aschuireann an ionstraim neamhspleách comhartha na hionstraime i chassis neamhspleách, tá painéal oibríochta agus calafoirt éagsúla aige, agus tá na feidhmeanna go léir ann i bhfoirm crua-earraí nó firmware, a chinneann nach féidir an ionstraim neamhspleách a shainiú ach amháin. an monaróir., ceadúnas, nach féidir leis an úsáideoir a athrú.
Críochnaíonn an ionstraim fíorúil anailís agus próiseáil an chomhartha, léiriú agus aschur an toraidh ar an ríomhaire, nó cuireann sé an cárta fála sonraí ar an ríomhaire, agus déanann sé na trí chuid den ionstraim a bhaint as an ríomhaire, a bhriseann tríd an traidisiúnta. ionstraimí.teorannú.

Gnéithe Teicniúla na nIonstraimí Fíorúla
1. Feidhmeanna cumhachtacha, tacaíocht crua-earraí cumhachtacha ríomhairí a chomhtháthú, briseadh trí theorainneacha ionstraimí traidisiúnta i bpróiseáil, taispeáint agus stóráil.Is é an chumraíocht chaighdeánach: próiseálaí ardfheidhmíochta, taispeáint ardtaifigh, diosca crua cumas mór.
2. Déanann acmhainní bogearraí ríomhaireachta bogearraíú roinnt crua-earraí meaisín a bhaint amach, acmhainní ábhartha a shábháil, agus solúbthacht an chórais a fheabhsú;trí halgartaim uimhriúla comhfhreagracha, is féidir anailís agus próiseáil éagsúla sonraí tástála a dhéanamh go díreach i bhfíor-am;trí theicneolaíocht GUI (comhéadan grafach úsáideora) chun comhéadan cairdiúil agus idirghníomhaíocht daonna-ríomhaire a bhaint amach go fírinneach.
3. I bhfianaise an bhus ríomhaire agus an bhus ionstraim modúlach, tá na crua-earraí ionstraim modúlach agus sraitheach, rud a laghdaíonn go mór méid an chórais agus a éascaíonn tógáil ionstraimí modúlach.
Comhdhéanamh an chórais ionstraimí fíorúil
Tá ionstraim fhíorúil comhdhéanta de ghléasanna crua-earraí agus comhéadain, bogearraí tiománaí feiste agus painéal ionstraimí fíorúil.Ina measc, is féidir leis na feistí crua-earraí agus na comhéadain a bheith ina gcártaí feidhm ionsuite éagsúla PC-bhunaithe, cártaí comhéadan bus comhéadan uilíoch, calafoirt sraitheach, comhéadain ionstraim bus VXI, etc., nó trealamh tástála seachtrach in-ríomhchláraithe éagsúla eile, is é an bogearraí tiománaí gléas. clár tiománaithe a rialaíonn go díreach comhéadain crua-earraí éagsúla.Déanann an ionstraim fhíorúil cumarsáid leis an gcóras fíor-ionstraime trí na bogearraí tiománaí gléas bunúsacha, agus taispeánann sé na heilimintí oibríochta comhfhreagracha den phainéal fíor-ionstraime ar an scáileán ríomhaire i bhfoirm painéal ionstraim fíorúil.Rialuithe éagsúla.Feidhmíonn an t-úsáideoir painéal na hionstraime fíorúla leis an luch chomh fíor agus áisiúil leis an bhfíor-ionstraim a oibriú.
Tá an teicneolaíocht tomhais agus rialaithe agus ionstraim mór traidisiúnta agus lán d'ionchais forbartha.Deirtear go bhfuil sé traidisiúnta toisc go bhfuil bunús ársa aige, go bhfuil na céadta bliain d'fhorbairt aige, agus bhí ról tábhachtach aige i bhforbairt shóisialta.Mar mhórshiúl traidisiúnta, baineann sé le go leor disciplíní ag an am céanna, rud a fhágann go bhfuil beogacht láidir fós aige.
Le forbairt bhreise na teicneolaíochta tomhais agus rialaithe nua-aimseartha, teicneolaíocht faisnéise leictreonach agus teicneolaíocht ríomhaireachta, thug sé deis nua nuálaíochta agus forbartha, rud a tháirgfidh iarratais níos mó agus níos tábhachtaí i réimsí éagsúla.