智能检测理论与技术课件.ppt

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1、第二章基于系统的智能检测IntelligentDetectionTheoryandTechnology智能检测理论与技术第一章内容回顾一、智能检测的基本概念1.检测理论与技术的研究内容2.智能检测研究对象3.智能检测系统4.智能检测系统主要功能特点5.智能检测研究数学工具二、智能检测的发展第二章基于系统的智能检测基于系统的智能检测主要是通过对过程对象的机理分析，找出不可测主导变量与可测辅助变量之间的关系，从而实现参数的测量。基于系统的智能检测是工程界最容易接受的智能检测方法。第二章基于系统的智能检测一、系统的类别与模型1.系统

2、的类别2.系统数学模型3.检测系统数学模型分类4.常用模型5.检测系统描述二、检测系统的模型1.静动态模型2.常用模型三、检测系统静态特性四、检测系统动态特性五、基于系统的智能检测2.1系统类别与模型1.系统类别第二章基于系统的智能检测系统参数对时间的变化规律分类定常系统：参量不随时间变化的系统。定常或定参量系统或参量时不变(非时变)系统，实际过程大多属于此类系统。具有激励和响应平移特性，只是时间延迟输出取决输入和初始条件；模拟定常系统用带系数线性微分方程表示，离散定常系统用带系数线性差分方程表示；因果系统，先激励后响应，又叫

3、可实现系统。2.1系统类别与模型1.系统类别第二章基于系统的智能检测系统参数对时间的变化规律分类瞬态和动态系统瞬态系统：响应y=f(u)，u=u(t)，y和u只取决于t时刻的u，和其过去及未来值无关，无记忆系统。动态系统：系统在瞬时t的响应，由过去间隔[t-T,t]中的输入信号确定，和记忆有关，记忆系统；随机系统：系统参数变化没有规律，只能用概率统计方法进行分析处理。只在特定条件下对随机响应进行统计分析处理，采用相关分析，谱分析等方法。2.1系统类别与模型1.系统类别第二章基于系统的智能检测按系统的线性度分类线性系统：数学方程

4、分类，采用线性的描述方程，否则为非线性。特征：输入f(t)增大a，输出y(t)也增大a，具有齐次性或比例性，可加性或叠加性；分解性：y(t)由f(t)和初始条件决定，即输出由两个分量组成零状态线性响应+零输入线性响应。2.1系统类别与模型1.系统类别第二章基于系统的智能检测按参数分布分类集中参数系统：分布参数系统：按系统输入输出量分类单输入单输出系统多输入多输出系统系统变量和参数与空间位置无关。系统变量和参数是空间位置的函数。2.1系统类别与模型2.系统数学模型第二章基于系统的智能检测数学模型模型：对系统特征及其变化规律的一种

5、表示或抽象，常采用对所要研究的那些特点的特征量进行抽象。数学模型：采用数学描述形成对某个系统所建立的模型，可定义为一个被模型化的系统中的各个有关变量之间的关系所构成的数学结构。代数方程、微分方程、差分方程、偏微分方程2.1系统类别与模型2.系统数学模型第二章基于系统的智能检测建立系统的数学模型演绎分析法：由已有的关于系统的知识，采用演译分析方法来建立数学模型，即利用专门学科领域提出的物质和能量的守恒性及连续性原理和系统结构参数，推导描述系统的数学模型。代数方程、微分方程、差分方程、偏微分方程总结归纳法：对一个已经存在的系统观察

6、，测量所得到的大量输入输出数据，推断出被测系统的数学模型。2.1系统类别与模型2.系统数学模型第二章基于系统的智能检测建立系统的数学模型总结归纳法：对一个已经存在的系统观察，测量所得到的大量输入输出数据，推断出被测系统的数学模型。该方法基本依据：在一定的输入激励条件下，系统的动态特性必然体现在它的输入输出数据中，这种应用实验方法取得观察数据来建立数学模型的方法称为系统辩识。实际中，两种方法结合建模，混合建模方法。2.1系统类别与模型2.系统数学模型第二章基于系统的智能检测建立系统的数学模型混合建模方法串行建模方式并行建模方式2

7、.1系统类别与模型2.系统数学模型第二章基于系统的智能检测说明由演绎法建立的数学模型是系统模型化问题的唯一解。归纳法能满足观测到的输入输出数据关系的系统模型有无穷多个，需引入附加的假设和约束，从无穷多个可能的模型中找出合适的模型。2.1系统类别与模型2.系统数学模型第二章基于系统的智能检测说明混合建模的优点在于能充分利用多种方法的优势，取长补短，以更好地满足软测量建模的精度要求，同时，在混合模型中利用多种模型，也有助于多种模式信息的有效利用。各种混合模型主要是通过利用数据驱动黑箱模型进行机理模型的参数辨识或对模型结果进行简单补

8、偿的方法进行不易测量参量的在线检测，这些方法并没有考虑系统噪声和未建模误差对系统状态的影响，所建立混合模型适用性较差，缺乏可实施性。2.1系统类别与模型3.检测系统数学模型分类第二章基于系统的智能检测静态模型和动态模型连续时间模型和离散时间模型时间域模型和频率域模型线性模型和