智能檢測理論與技術(shù)

智能檢測理論與技術(shù)第1頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章內(nèi)容回顧一、智能檢測的基本概念

1.檢測理論與技術(shù)的研究內(nèi)容2.智能檢測研究對象3.智能檢測系統(tǒng)4.智能檢測系統(tǒng)主要功能特點(diǎn)5.智能檢測研究數(shù)學(xué)工具二、智能檢測的發(fā)展第2頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

基于工藝機(jī)理分析的智能檢測主要是運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、物料平衡、能量平衡等原理，通過對過程對象的機(jī)理分析，找出不可測主導(dǎo)變量與可測輔助變量之間的關(guān)系（建立機(jī)理模型），從而實(shí)現(xiàn)某一參數(shù)的軟測量?；跈C(jī)理模型的智能檢測是工程界最容易接受的智能檢測方法。在工藝機(jī)理較為清晰的應(yīng)用場合，基于工藝機(jī)理的智能檢測往往能取得較好的效果。第3頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測一、系統(tǒng)的類別與模型1.系統(tǒng)的類別2.系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型3.檢測系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型分類4.常用模型5.檢測系統(tǒng)描述二、檢測系統(tǒng)的模型1.靜動態(tài)模型2.常用模型三、檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性四、檢測系統(tǒng)動態(tài)特性五、基于機(jī)理的智能檢測第4頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型1.系統(tǒng)類別第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

系統(tǒng)參數(shù)對時間的變化規(guī)律分類定常系統(tǒng)：參量不隨時間變化的系統(tǒng)。定?；蚨▍⒘肯到y(tǒng)或參量時不變(非時變)系統(tǒng)，實(shí)際過程大多屬于此類系統(tǒng)。具有激勵和響應(yīng)平移特性，只是時間延遲輸出取決輸入和初始條件；模擬定常系統(tǒng)用帶系數(shù)線性微分方程表示，離散定常系統(tǒng)用帶系數(shù)線性差分方程表示；因果系統(tǒng)，先激勵后響應(yīng)，又叫可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。第5頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型1.系統(tǒng)類別第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

系統(tǒng)參數(shù)對時間的變化規(guī)律分類瞬態(tài)和動態(tài)系統(tǒng)瞬態(tài)系統(tǒng)：響應(yīng)y=f(u)，u=u(t)，y和u只取決于t時刻的u，和其過去及未來值無關(guān)，無記憶系統(tǒng)。動態(tài)系統(tǒng)：系統(tǒng)在瞬時t的響應(yīng)，由過去間隔[t-T,t]中的輸入信號確定，和記憶有關(guān)，記憶系統(tǒng)；隨機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)參數(shù)變化沒有規(guī)律，只能用概率統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析處理。只在特定條件下對隨機(jī)響應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理，采用相關(guān)分析，譜分析等方法。第6頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型1.系統(tǒng)類別第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

按系統(tǒng)的線性度分類線性系統(tǒng)：數(shù)學(xué)方程分類，采用線性的描述方程，否則為非線性。特征：輸入f(t)增大a，輸出y(t)也增大a，具有齊次性或比例性，可加性或疊加性；分解性：y(t)由f(t)和初始條件決定，即輸出由兩個分量組成

零狀態(tài)線性響應(yīng)+零輸入線性響應(yīng)。第7頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型1.系統(tǒng)類別第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

按系統(tǒng)的線性度分類非線性系統(tǒng)：不具有線性系統(tǒng)特征，一般無通解，在有限工作范圍內(nèi)做線性處理。按系統(tǒng)的自由度分類：確定運(yùn)動系統(tǒng)在任一瞬間位置所需獨(dú)立坐標(biāo)個數(shù)。

單自由度系統(tǒng)：由一個獨(dú)立坐標(biāo)確定；

多自由度系統(tǒng)：由多個獨(dú)立坐標(biāo)確定。第8頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型1.系統(tǒng)類別第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測按參數(shù)分布分類集中參數(shù)系統(tǒng)：分布參數(shù)系統(tǒng)：按系統(tǒng)輸入輸出量分類

單輸入單輸出系統(tǒng)

多輸入多輸出系統(tǒng)系統(tǒng)變量和參數(shù)與空間位置無關(guān)。系統(tǒng)變量和參數(shù)是空間位置的函數(shù)。第9頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型2.系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

數(shù)學(xué)模型模型：對系統(tǒng)特征及其變化規(guī)律的一種表示或抽象，常采用對所要研究的那些特點(diǎn)的特征量進(jìn)行抽象。數(shù)學(xué)模型：采用數(shù)學(xué)描述形成對某個系統(tǒng)所建立的模型，可定義為一個被模型化的系統(tǒng)中的各個有關(guān)變量之間的關(guān)系所構(gòu)成的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。

代數(shù)方程、微分方程、差分方程、偏微分方程第10頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型2.系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型演繹分析法：由已有的關(guān)于系統(tǒng)的知識，采用演譯分析方法來建立數(shù)學(xué)模型，即利用專門學(xué)科領(lǐng)域提出的物質(zhì)和能量的守恒性及連續(xù)性原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，推導(dǎo)描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。代數(shù)方程、微分方程、差分方程、偏微分方程總結(jié)歸納法：對一個已經(jīng)存在的系統(tǒng)觀察，測量所得到的大量輸入輸出數(shù)據(jù)，推斷出被測系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。第11頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型2.系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型總結(jié)歸納法：對一個已經(jīng)存在的系統(tǒng)觀察，測量所得到的大量輸入輸出數(shù)據(jù)，推斷出被測系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。該方法基本依據(jù)：在一定的輸入激勵條件下，系統(tǒng)的動態(tài)特性必然體現(xiàn)在它的輸入輸出數(shù)據(jù)中，這種應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法取得觀察數(shù)據(jù)來建立數(shù)學(xué)模型的方法稱為系統(tǒng)辯識。

實(shí)際中，兩種方法結(jié)合建模，混合建模方法。第12頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型2.系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型總結(jié)歸納法：對一個已經(jīng)存在的系統(tǒng)觀察，測量所得到的大量輸入輸出數(shù)據(jù)，推斷出被測系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。該方法基本依據(jù)：在一定的輸入激勵條件下，系統(tǒng)的動態(tài)特性必然體現(xiàn)在它的輸入輸出數(shù)據(jù)中，這種應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法取得觀察數(shù)據(jù)來建立數(shù)學(xué)模型的方法稱為系統(tǒng)辯識。

實(shí)際中，兩種方法結(jié)合建模，混合建模方法。第13頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型2.系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型混合建模方法串行建模方式并行建模方式第14頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型2.系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

說明由演繹法建立的數(shù)學(xué)模型是系統(tǒng)模型化問題的唯一解。歸納法能滿足觀測到的輸入輸出數(shù)據(jù)關(guān)系的系統(tǒng)模型有無窮多個，需引入附加的假設(shè)和約束，從無窮多個可能的模型中找出合適的模型。第15頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型2.系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

說明混合建模的優(yōu)點(diǎn)在于能充分利用多種方法的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，以更好地滿足軟測量建模的精度要求，同時，在混合模型中利用多種模型，也有助于多種模式信息的有效利用。各種混合模型主要是通過利用數(shù)據(jù)驅(qū)動黑箱模型進(jìn)行機(jī)理模型的參數(shù)辨識或?qū)δＰ徒Y(jié)果進(jìn)行簡單補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行不易測量參量的在線檢測，這些方法并沒有考慮系統(tǒng)噪聲和未建模誤差對系統(tǒng)狀態(tài)的影響，所建立混合模型適用性較差，缺乏可實(shí)施性。第16頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型3.檢測系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型分類第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測靜態(tài)模型和動態(tài)模型連續(xù)時間模型和離散時間模型時間域模型和頻率域模型線性模型和非線性模型時變模型和時不變模型集中參數(shù)模型和分布參數(shù)模型第17頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型4.常用模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測線性模型和非線性模型

系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系可用微分方程來描述：系統(tǒng)輸入量x(t)，輸出量y(t)，ai，bi不是x，y及其導(dǎo)數(shù)的函數(shù)，為線性ai，bi是常數(shù)，系統(tǒng)為線性時不變，如為時間的函數(shù)，則系統(tǒng)為線性時變。線性、非線性模型由系統(tǒng)特征決定，與表示方法無關(guān)。第18頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型4.常用模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

參數(shù)模型和非參數(shù)模型參數(shù)模型：由微分方程、差分方程、頻率響應(yīng)函數(shù)或傳遞函數(shù)等的結(jié)構(gòu)參數(shù)個數(shù)及它們的數(shù)值來描述。非參數(shù)模型：由曲線圖或一組采樣值來表示，如沖擊響應(yīng)、階躍響應(yīng)、頻率響應(yīng)等。第19頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型4.常用模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

確定型模型和隨機(jī)模型確定型模型：在數(shù)學(xué)描述中，沒有引入隨機(jī)變量的模型，即系統(tǒng)的各個變量和參數(shù)的值都是確定型的，在一定輸入下，模型的輸出端具有確定的響應(yīng)。確定信號的特點(diǎn)是可預(yù)見的，可重復(fù)的。隨機(jī)模型：在數(shù)學(xué)描述中，引入隨機(jī)變量的模型，即只知道隨機(jī)變量的取值概率，不知其確定數(shù)值，隨機(jī)型數(shù)學(xué)模型的輸出響應(yīng)也不是一個確切的值。第20頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型4.常用模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測連續(xù)系統(tǒng)模型和離散系統(tǒng)模型連續(xù)系統(tǒng)模型：微分方程、傳遞函數(shù)、連續(xù)狀態(tài)空間模型。離散系統(tǒng)模型：差分方程、離散傳遞函數(shù)，離散狀態(tài)空間。第21頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型5.檢測系統(tǒng)描述第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測描述方法末端描述法：輸入輸出描述內(nèi)部描述法：狀態(tài)空間描述輸入輸出描述確定輸入輸出關(guān)系，微分方程和傳遞函數(shù)。少數(shù)輸出變量時使用，復(fù)雜系統(tǒng)需可觀測、可控時，不適合用此法。第22頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型5.檢測系統(tǒng)描述第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

狀態(tài)空間描述：由狀態(tài)變量描述。確定狀態(tài)變量的時間特性；由已知狀態(tài)變量特性確定所需要輸出量，狀態(tài)方程和輸出方程。狀態(tài)方程輸出方程第23頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型5.檢測系統(tǒng)描述第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

連續(xù)線性時不變系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型確定型系統(tǒng)外部描述該激勵函數(shù)u=u(t)，響應(yīng)函數(shù)y=y(t)。第24頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型5.檢測系統(tǒng)描述第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

連續(xù)線性時不變系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型確定型系統(tǒng)內(nèi)部描述N個狀態(tài)變量，x1，…，xn，輸入量u1，…，um，輸出量y1，…，yk。第25頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型5.檢測系統(tǒng)描述第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

連續(xù)線性時不變系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型確定型系統(tǒng)內(nèi)部描述第26頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1系統(tǒng)類別與模型5.檢測系統(tǒng)描述第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

連續(xù)線性時不變系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型確定型系統(tǒng)內(nèi)部描述D(t)C(t)dtB(t)A(t)UYX++++X?第27頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2檢測系統(tǒng)的模型1.靜動態(tài)模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測靜態(tài)模型表示輸出和輸入的穩(wěn)態(tài)關(guān)系來描述系統(tǒng)，一般采用最小二乘方法得到。動態(tài)模型表示輸出與輸入隨時間變化的關(guān)系式，根據(jù)質(zhì)量、能量、動量守恒定律并結(jié)合實(shí)際物理過程得到。第28頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2檢測系統(tǒng)的模型2.常用模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測零階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型運(yùn)動質(zhì)量和阻尼可忽略，微分方程系數(shù)均為零。靜態(tài)靈敏度或增益第29頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2檢測系統(tǒng)的模型2.常用模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測零階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)輸出量跟蹤輸入量變化變化比例不變；無失真和延遲；運(yùn)動質(zhì)量和阻尼可忽略不計(jì)的裝置與系統(tǒng)。適用裝置與系統(tǒng)位移電位器、電容傳感器、電子示波器。第30頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2檢測系統(tǒng)的模型2.常用模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測一階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型運(yùn)動質(zhì)量和阻尼不可忽略

靜態(tài)靈敏度或增益k系統(tǒng)時間常數(shù)第31頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2檢測系統(tǒng)的模型2.常用模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測一階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)有慣性、滯后；運(yùn)動質(zhì)量和阻尼不可忽略不計(jì)的裝置與系統(tǒng)。適用裝置與系統(tǒng)檢測系統(tǒng)中質(zhì)量不大、運(yùn)動慣量小的裝置或系統(tǒng)。液位溫度計(jì)、雙金屬片熱敏元件、應(yīng)變片、細(xì)裸露熱電偶、細(xì)鎧裝熱電偶。第32頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2檢測系統(tǒng)的模型2.常用模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測二階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型時間常數(shù)、阻尼、質(zhì)量和加速度較大。

下式其歸一化形式，其中k為增益，為系統(tǒng)的阻尼比，為系統(tǒng)固有頻率。第33頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2檢測系統(tǒng)的模型2.常用模型第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

二階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)有慣性、滯后；運(yùn)動質(zhì)量和阻尼較大的裝置與系統(tǒng)。適用裝置與系統(tǒng)檢測系統(tǒng)中質(zhì)量和阻尼較大的裝置或系統(tǒng)。大多數(shù)常用傳感器：壓電傳感器、動圈儀表、慣性元件、彈性元件、保護(hù)套熱電偶。第34頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性1.檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測靜態(tài)特性靜態(tài)特性又稱“刻度特性”、“標(biāo)準(zhǔn)曲線”或者“校準(zhǔn)曲線”。它是當(dāng)被測對象處于靜態(tài)，即輸入為不隨時間變化的恒定信號時，測量系統(tǒng)輸入與輸出之間呈現(xiàn)的關(guān)系：第35頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性1.檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

質(zhì)量指標(biāo)精度系統(tǒng)的精度反映測試結(jié)果與真值的接近程度，與誤差大小相對應(yīng)。真值來源為理論計(jì)算值、標(biāo)準(zhǔn)測量值或約定值等。精度可分為精密度、正確度和準(zhǔn)確度（精確度）。測量值概率分布真值精密度高正確度高正確度高精密度低精密度高正確度低精密度低正確度低準(zhǔn)確度最高準(zhǔn)確度最低第36頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性1.檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

質(zhì)量指標(biāo)測量范圍：是指測試裝置能正常測量最小輸入量和最大輸入量之間的范圍。分辨力：指能引起輸出量發(fā)生變化時輸入量的最小變化量。表明測試裝置分辨輸入量微小變化的能力。分辨率：分辨力與整個測量范圍的百分比。表明測試裝置的相對分辨能力。第37頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性1.檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

靜態(tài)特性線性度：標(biāo)定曲線與擬合直線的偏離程度稱為線性度。e=（B/A）×100%yxBA第38頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性1.檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

靜態(tài)特性靈敏度：當(dāng)測試裝置的輸入x有一增量△x，引起輸出y發(fā)生相應(yīng)變化△y時，定義：

S=△y/△xyx△x△y第39頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性1.檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

靜態(tài)特性滯后量（回程誤差）測試裝置在輸入量由小增大和由大減小的測試過程中，對于同一個輸入量所得到的兩個數(shù)值不同的輸出量之間差值最大者為H，則定義回程誤差為：

h=(H/A)×100%yxH滿量程輸出：A第40頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性2.檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性測定第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

靜態(tài)特性測定方法輸入標(biāo)準(zhǔn)信號測出相應(yīng)輸出量確定標(biāo)準(zhǔn)曲線和參考直線求出線性度由輸出和輸入之比求靈敏度由同一信號進(jìn)回程確定滯后量第41頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性是指輸入量隨時間變化時系統(tǒng)的響應(yīng)特性。由于檢測系統(tǒng)的慣性和滯后，當(dāng)被測量隨時間變化時，系統(tǒng)的輸出往往來不及達(dá)到平衡狀態(tài)，處于動態(tài)過渡過程之中，所以檢測系統(tǒng)的輸出量也是時間的函數(shù)，其間的關(guān)系要用動態(tài)特性來表示。一個動態(tài)特性好的檢測系統(tǒng)，其輸出將再現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律，即具有相同的時間函數(shù)。實(shí)際的傳感器，輸出信號將不會與輸入信號具有相同的時間函數(shù),這種輸出與輸入間的差異就是所謂的動態(tài)誤差。

第42頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測為了說明系統(tǒng)的動態(tài)特性，下面簡要介紹動態(tài)測溫的問題。當(dāng)被測溫度隨時間變化或傳感器突然插入被測介質(zhì)中，以及傳感器以掃描方式測量某溫度場的溫度分布等情況時，都存在動態(tài)測溫問題。如把一支熱電偶從溫度為t0℃環(huán)境中迅速插入一個溫度為t1℃的恒溫水槽中（插入時間忽略不計(jì)），這時熱電偶測量的介質(zhì)溫度從t0突然上升到t1，而熱電偶反映出來的溫度從t0℃變化到t1℃需要經(jīng)歷一段時間，即有一段過渡過程，如下頁圖示。熱電偶反映出來的溫度與其介質(zhì)溫度的差值就稱為動態(tài)誤差。第43頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測動態(tài)測溫第44頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測造成熱電偶輸出波形失真和產(chǎn)生動態(tài)誤差的原因，是溫度傳感器有熱慣性（由傳感器的比熱容和質(zhì)量大小決定）和傳熱熱阻，使得在動態(tài)測溫時系統(tǒng)輸出總是滯后于被測介質(zhì)的溫度變化。如帶有套管熱電偶其熱慣性要比裸熱電偶大得多。這種熱慣性是熱電偶固有的，它決定了熱電偶測量快速變化的溫度時會產(chǎn)生動態(tài)誤差。影響動態(tài)特性的“固有因素”任何檢測系統(tǒng)都有，只不過它們的表現(xiàn)形式和作用程度不同而已。第45頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

動態(tài)特性測定方法輸入標(biāo)準(zhǔn)信號（沖擊函數(shù)、階躍函數(shù)、斜坡函數(shù)），測取相應(yīng)響應(yīng)。連續(xù)系統(tǒng)時域分析沖擊函數(shù)、階躍函數(shù)；單位沖擊響應(yīng)；一階、二階系統(tǒng)的響應(yīng)；系統(tǒng)任意確定性輸入的響應(yīng)。第46頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

動態(tài)特性測定方法輸入標(biāo)準(zhǔn)信號（沖擊函數(shù)、階躍函數(shù)、斜坡函數(shù)），測取相應(yīng)響應(yīng)。連續(xù)系統(tǒng)頻域分析定義；頻率響應(yīng)曲線；頻率響應(yīng)和正弦輸出輸入關(guān)系；用頻率響應(yīng)描述任意輸入響應(yīng)。第47頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

動態(tài)特性測定方法連續(xù)系統(tǒng)頻域分析從系統(tǒng)最低測量頻率fmin到最高測量頻率fmax，逐步增加正弦激勵信號頻率f，記錄下各頻率對應(yīng)的幅值比和相位差，繪制就得到系統(tǒng)幅頻和相頻特性。

第48頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

動態(tài)特性測定方法檢測系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)一階系統(tǒng)的頻率特性表達(dá)式幅頻特性相頻特性第49頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

動態(tài)特性測定方法一階檢測系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性曲線(a)幅頻特性(b)相頻特性

第50頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

動態(tài)特性測定方法檢測系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)二階系統(tǒng)的頻率特性表達(dá)式幅頻特性相頻特性第51頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4檢測系統(tǒng)動態(tài)特性第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

動態(tài)特性測定方法二階檢測系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性曲線幅頻特性(b)相頻特性第52頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5基于機(jī)理的智能檢測第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

基于工藝機(jī)理的智能檢測主要是運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、物料平衡、能量平衡等原理，通過對過程對象的機(jī)理分析，找出不可測主導(dǎo)變量與可測輔助變量之間的關(guān)系（建立機(jī)理模型），從而實(shí)現(xiàn)某一參數(shù)的測量。對于工藝機(jī)理較為清楚的工藝過程，該方法能夠很好地實(shí)現(xiàn)智能檢測。但是對于機(jī)理研究不充分，尚不完全清楚的復(fù)雜工業(yè)過程，難以建立合適的機(jī)理模型。此時該方法需要與其他參數(shù)估計(jì)方法相結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)智能檢測。第53頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5基于機(jī)理的智能檢測第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

工藝機(jī)理分析過程系統(tǒng)工藝分析石化系統(tǒng)物料平衡、能量平衡系統(tǒng)機(jī)理分析系統(tǒng)先驗(yàn)知識第54頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5基于機(jī)理的智能檢測第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

機(jī)理模型過程系統(tǒng)工藝模型石化系統(tǒng)物料平衡、能量平衡系統(tǒng)機(jī)理模型系統(tǒng)先驗(yàn)知識第55頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5基于機(jī)理的智能檢測第二章基于工藝機(jī)理的智能檢測

機(jī)理建模方法過程系統(tǒng)演繹建模物料平衡、能量平衡相關(guān)規(guī)律系統(tǒng)動力學(xué)模型系統(tǒng)先驗(yàn)知識第56頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5基于機(jī)理的智能檢測