过程检测技术的新进展.ppt

2.4 PXI仪器系统的构成  软件系统1、数字信号处理软件 包括用于数字信号处理的各种功能函数，入数字录播、FFT、逆FFT、相关分析、卷积、反卷积、功率谱估计、差分、积分和排序运算等；或厂商以软件功能模块的形式提供给用户，如示波器、数字万用表、任意波形发生器等。 2、虚拟仪器软件开发平台 文本式编程语言 Visual C++ VB Labwindows/CVI 图形化编程语言 Labview 事实上的虚拟仪器软件开发平台 HP-VEE 虚拟仪器开发软件 Source: Survey of 400 US readers from TM World, EDN, Design News, and RD magazines, March 2002 三、虚拟仪器的应用和发展 1、虚拟仪器无处不在。遍布电子、机械、通信、生物医药、科研、教育等各个行业领域。 2、仪器=AD/DA+CPU+软件。仪器硬件开发技术将趋于简单，适用面更广。关键取决于仪器中软件部分的开发。 3、因特网的广泛应用于分析仪器的远程诊断和维修以及远程教育。 4、在编程语言方面，肯定要从C/C++转向网上的世界语—Java语言。 5、朝小型化、大众化发展，就象个人计算机一样，将出现个人分析仪器，甚至个人实验室。 3、 混合实现 将系统各个集成化环节，如敏感单元、信号调理电路、微处理器单元、数字总线接口等，以不同的组合方式集成在两块或三块芯片上，并装在一个外壳里。 4、 集成化传感器的几种形式 初级形式 形式比较简单，其特征是环节中没有微处理器单元，只是在传感器内部集成有温度补偿电路、自动校零电路、非线性补偿电路和信号调理电路等。 中级形式 除具有初级智能传感器的功能外，在结构上通常还带有微处理器。即一个完整的传感器系统全部封装在一个外壳里，传感器与微处理器的集成形式可以为单片式或混合式。 高级形式 高级形式是传感器集成度的进一步提高，此形式传感器除具有初级形式和中级形式的所有功能外，还配备了功能更强大的信息处理软件，具有更高级的智能化功能，如多维检测、图像识别、分析记忆、模式识别、自学习甚至思维能力等。 三、智能传感器的功能 具有自校零、自标定、自校正功能； 具有自动补偿功能； 能够自动采集数据，并对数据进行预处理； 能够自动进行检验、自选量程、自寻故障； 具有数据存储、记忆与信息处理功能； 具有双向通讯、标准化数字输出或者符号输出功能； 四、智能传感器的前景 目前，传感器正从传统的分立式，朝着单片集成化、智能化、网络化、系统化的方向发展。 ? ? 智能传感器可广泛用于工业、农业、商业、交通、环境监测、医疗卫生、军事科研、航空航天、现代办公设备和家用电器等领域。 软测量技术 一、软测量的来由 在现代工业生产过程中，往往会遇到这样的情况，即采用传统的测量仪表难以直接检测某些变量。 　二、软测量的基本概念 在了解和熟悉软测量对象以及整个装置的工艺流程的基础上，对于难于测量或目前无法测量的重要变量（主导变量），选择另外一些容易测量的变量（辅助变量），通过辅助变量和主导变量的数学模型进行推算。 　三、影响软测量性能的主要因素 辅助变量的选择 数据的预处理 软测量模型的建立 模型的在线校正 两大要素 两大要素 两大要素 两大要素 两大要素 辅助变量的选择 数据的预处理 软测量模型的建立 模型的在线校正 辅助变量的选择 数据的预处理 软测量模型的建立 模型的在线校正 两大要素 辅助变量的选择 数据的预处理 软测量模型的建立 模型的在线校正 　四、辅助变量的选择 1、选择原则 适用性、 灵敏性 、精确性 、鲁棒性等 　注：辅助变量的选择范围是对象的可测变量集，有些场合下数量很大，目前主要根据工业对象的机理、工艺流程以及专家的经验来选择辅助变量。 ２.辅助变量数目的选择 由主导变量的个数决定。 最佳数目与过程的自由度、测量噪声以及模型的不确定性有关。 适当增加增加辅助变量的数目将有助于克服测量噪声的影响；过多会增加估计器对模型误差的灵敏度。 从系统的自由度出发，确定辅助变量的最小数目，结合具体过程的特点适当增加。 　五、数据的预处理 准确的测量数据能直接反映生产状况，为过程监控、优化、计划调度以及决策分析提供坚实的基础。 测量数据是通过安装在现场的传感器获得的，受仪表精度、测量原理及方法、生产环境的影响，不可避免含有误差。若直接用于软测量，不仅得不到正确的主导变量的估计值，还可能误导操作，引起生产