朱相國(guó)

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大數(shù)據(jù)時(shí)代下光電工程的可靠性設(shè)計(jì)及控制研究

朱相國(guó)

南京郵電大學(xué)，江蘇 南京 210046

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，科學(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步，人們把更多的目光放在了光電工程中。隨著光電工程的發(fā)展，對(duì)其進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)及控制研究十分重要。對(duì)此進(jìn)行了具體分析，希望為光電工程的發(fā)展提供一份力量。

大數(shù)據(jù)；光電工程；可靠性；控制

引言

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，在信息工程、計(jì)算機(jī)等眾多領(lǐng)域都應(yīng)用了光電工程，人們的日常生活中離不開(kāi)光電工程的使用。光電工程是多學(xué)科綜合技術(shù)，包含了光學(xué)、電學(xué)、微電子技術(shù)等，涉及的內(nèi)容有光電信息的傳播、探索、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和顯示等。光電工程技術(shù)不斷發(fā)展，社會(huì)上也不斷增加了對(duì)光電工程技術(shù)的需求量，人們對(duì)光電工程的使用也愈加重視。光電工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)將來(lái)的發(fā)展不可估量，它具有很大的潛力成為信息市場(chǎng)的中流砥柱。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，對(duì)下光電工程的可靠性設(shè)計(jì)及控制進(jìn)行研究，對(duì)現(xiàn)實(shí)有重大意義。

1光電工程的概念

光電工程和光學(xué)和電學(xué)都有著密切的關(guān)系，光和電之間的轉(zhuǎn)換是其主要的研究?jī)?nèi)容，光電效應(yīng)是最重要的應(yīng)用科學(xué)。作為一門新興學(xué)科，它的潛力是無(wú)窮的。21世紀(jì)以后，光電工程技術(shù)得到了快速發(fā)展，在眾多領(lǐng)域的作用都是無(wú)可替代的。光電二極管、光電晶體管、積體光電子電路元件這些出現(xiàn)在我們身邊的東西，都離不開(kāi)光電工程的應(yīng)用，是我們生活中不可或缺的一部分。

2 光電工程的主要構(gòu)成

光電工程應(yīng)用的領(lǐng)取范圍廣，從小了說(shuō)，日常用到的LED照明燈就用到了光電工程技術(shù)，往大了說(shuō)，國(guó)際空間站上的測(cè)量控制系統(tǒng)也和光電工程息息相關(guān)，同時(shí)受到人們關(guān)注的太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)也不例外。以一般的光電工程為例，光電接受系統(tǒng)、光電成像系統(tǒng)、光電控制系統(tǒng)是主要的構(gòu)成部分，有的領(lǐng)域還會(huì)添加光電制導(dǎo)系統(tǒng)等。將外界傳來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)是由光電接收系統(tǒng)負(fù)責(zé)，將光信號(hào)攜帶的信息通過(guò)電纜或者光纖進(jìn)行儲(chǔ)存[1]。在環(huán)境比較惡劣的環(huán)境下，人眼在觀察的過(guò)程中很容易有疲勞感，或者有觀測(cè)失誤。但是光電工程則彌補(bǔ)了這個(gè)缺憾。在特定的環(huán)境下，光電技術(shù)可以代替人，進(jìn)行我們所需要的信息探測(cè)。將收集來(lái)的電學(xué)信息重新轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)是由光電成像系統(tǒng)負(fù)責(zé)，把光信號(hào)整理編制后再度呈現(xiàn)出來(lái)。光電控制系統(tǒng)的作用使進(jìn)行各方信息匯總、派送。

3 光電工程系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)

3.1 可靠性設(shè)計(jì)的必要性

光電工程對(duì)眾多領(lǐng)域都有涉及，只有一個(gè)大型的專業(yè)化系統(tǒng)才能保證他的有效運(yùn)行[2]。光電系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都不能出錯(cuò)，一旦有任何問(wèn)題出現(xiàn)，都有可能影響著光電工程技術(shù)能否發(fā)揮最大價(jià)值。要想把光電工程的優(yōu)勢(shì)最大限度的發(fā)揮出來(lái)，使系統(tǒng)可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，吸引進(jìn)行光電工程系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)，為此，必須要引起重視，光電工程系統(tǒng)的重要考察指標(biāo)和方向就是系統(tǒng)的可靠性，它關(guān)系著產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

3.2 可靠性設(shè)計(jì)的原則性

在光電工程不斷發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)聯(lián)系實(shí)際，積極探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出幾個(gè)設(shè)計(jì)原則。（1）可靠性設(shè)計(jì)需要把功能設(shè)計(jì)中所有步驟進(jìn)行認(rèn)真的全面的落實(shí)，在滿足基本需求的同時(shí)也要把可靠性提高。（2）在進(jìn)行元件的選擇時(shí)，第一選擇是熟悉的元件，在報(bào)紙規(guī)范化使用元件的同時(shí)也要盡可能地把它的使用壽命延長(zhǎng)。（3）對(duì)檢測(cè)和測(cè)量實(shí)驗(yàn)的作用一定要重視，本著謹(jǐn)慎負(fù)責(zé)的態(tài)度全方位多角度測(cè)試新技術(shù)，嚴(yán)格驗(yàn)證可靠性。

3.3 可靠性提高的方法

在我國(guó)，需要用大數(shù)據(jù)進(jìn)行參考，找到元件存在得問(wèn)題和系統(tǒng)的不足，數(shù)據(jù)的來(lái)源為統(tǒng)計(jì)分析光電系統(tǒng)中所有的工作元件的類型和數(shù)量，整個(gè)光電工程系統(tǒng)的錯(cuò)誤率的根據(jù)是統(tǒng)計(jì)元件后的錯(cuò)誤率和失效率推算得出的，這樣，才能針對(duì)性的提高系統(tǒng)的可靠性。除此之外，針對(duì)系統(tǒng)的錯(cuò)誤率的高發(fā)步驟，進(jìn)行有針對(duì)性的可靠性分配，經(jīng)過(guò)證實(shí)也是一個(gè)值得嘗試的方法。如果始終達(dá)不到系統(tǒng)要求的可靠性數(shù)值，就必須采取一定措施來(lái)解決可靠性的問(wèn)題，如重新設(shè)計(jì)電路，或者是重新更換電子元件等等。

4 光電工程控制

4.1 控制元件質(zhì)量

元件質(zhì)量的控制是實(shí)現(xiàn)光電工程系統(tǒng)的合理有效的控制最重要的一個(gè)方面。這就要求我們?cè)谙嚓P(guān)電子元件的采購(gòu)過(guò)程中應(yīng)該眼把質(zhì)量關(guān)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下節(jié)約成本，所采購(gòu)的元件應(yīng)該完全符合系統(tǒng)工程所需要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)厲禁止一個(gè)系統(tǒng)中出現(xiàn)多種不同規(guī)格的元件，堅(jiān)決不使用“三無(wú)”產(chǎn)品元件。

4.2 控制電路設(shè)計(jì)

光信號(hào)和電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)化是光電工程的精華所在。這一過(guò)程的合理運(yùn)行，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)功能的發(fā)會(huì)影響至關(guān)重要。需要注意的是，這個(gè)過(guò)程非常容易受到外界因素的各種干擾，所以在電路設(shè)計(jì)控制的過(guò)程中，在保證系統(tǒng)運(yùn)行的速率的大背景下，應(yīng)該努力做到避免光信號(hào)和電信號(hào)的互相干擾和不利影響，提高系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確度。

4.3 控制工藝進(jìn)步

技術(shù)工藝進(jìn)步的關(guān)鍵在于人才，我們要提高系統(tǒng)的工藝水平，就必須重視人才的作用，努力創(chuàng)造有利于優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)人才發(fā)揮的舞臺(tái)，優(yōu)化工藝流程，同時(shí)不斷關(guān)注國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的工藝控制技術(shù)，為我所用，博采眾長(zhǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，人們把更多的目光放在了光電工程這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)上，光電工程的發(fā)展有很大的潛力，在對(duì)光電工程的可靠性設(shè)計(jì)和控制上，不僅要把基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和控制方法牢牢掌握，不斷的優(yōu)化工作元件和電路設(shè)計(jì)，同時(shí)為了尋找新的技術(shù)手段，還需要不斷的實(shí)驗(yàn)，不斷的探索，只有這樣，才能最大化的提高光電工程的可靠性，使其發(fā)揮出最大的價(jià)值。

[1]姜會(huì)林，楊華民，王黎明，等.軍用光電系統(tǒng)總體技術(shù)共性問(wèn)題考慮[J].長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，19（1）：1-5.

[2]劉小強(qiáng)，蘆峰，梁曉東，等.一種光電跟蹤復(fù)合控制切入反饋控制的誤差抑制方法[J].應(yīng)用光學(xué)，2013，34（1）：51-55.

Research on Reliability Design and Control of Optoelectronic Engineering in the Era of Big Data

Zhu Xiangguo

Nanjing University of Posts and Telecommunications, Jiangsu Nanjing 210046

With the advent of the era of big data, science and technology continue to advance, and people are paying more attention to optoelectronic engineering. With the development of optoelectronic engineering, it is very important to conduct reliability design and control research. A concrete analysis was made on this, hoping to provide a force for the development of photovoltaic engineering.

big data; optoelectronic engineering; reliability; control

G643

A

1009-6434（2017）12-0088-02

朱相國(guó)（1993—），男，朝鮮族，吉林延邊人。南京郵電大學(xué)電子與光學(xué)工程學(xué)院本科生，研究方向?yàn)楣怆娦畔⒖茖W(xué)與工程。