非线性模拟量检测的多点定标方法
模拟电路设计中的非线性校准方法研究
模拟电路设计中的非线性校准方法研究在模拟电路设计中，非线性校准方法是一项重要的研究课题。
在实际的电路设计中，由于器件、环境等因素的影响，电路元件的非线性特性常常会导致电路性能的误差。
因此，研究非线性校准方法对于提高电路性能、降低误差具有重要意义。
一种常用的非线性校准方法是采用数字信号处理技术。
通过在模拟电路中加入一些数字信号处理器，可以实现对非线性元件进行实时校准。
例如，可以通过采用Look-Up Table等方法，实时记录电路输入输出之间的非线性关系，然后利用数字信号处理器对输入信号进行修正，从而实现校准电路的非线性特性。
另一种非线性校准方法是采用模拟辅助电路。
通过在电路中添加一些辅助电路，并通过反馈机制来实现对电路的非线性校准。
例如，可以设计一个自校准电路，通过对电路输出进行采样和比较，然后根据误差信号来调整电路参数，使得输出更加接近于期望值。
除了以上介绍的两种非线性校准方法外，还有一种较为常见的方法是使用校准芯片。
校准芯片可以在电路中起到校准信号的作用，通过利用芯片内部的一些特殊电路结构，实现对电路的非线性特性进行校准。
在实际的电路设计中，不同的非线性校准方法有各自的优缺点。
数字信号处理方法可以实现较为复杂的校准算法，但需要较高的计算资源和延迟，对电路的实时性要求较高；模拟辅助电路的设计较为简单，但对电路的稳定性和可靠性要求较高；而校准芯片则需要额外的硬件成本和设计复杂度。
综上所述，非线性校准方法在模拟电路设计中起着重要的作用，可以帮助提高电路性能，降低误差。
在选择非线性校准方法时，需要综合考虑电路设计的实际需求，灵活运用各种方法，以实现最佳的校准效果。
希望以上内容对您有所帮助。
WP-80多点测温说明书
产品简介WP-80温控仪表是福建上润生产的二次仪表，广泛使用各行各业。
采用*的微处理器进行智能控制,适用于温度、湿度、压力、液位、瞬时流量、速度等多种物理量检测信号的显示及控制，并能对各种非线性输入信号进行高精度的线性校正。
WP-80温控仪表产品信息WP-80温控仪表WP-80温控仪表是福建上润生产的二次仪表，广泛使用各行各业。
WP-80温控仪表采用*的微处理器进行智能控制,适用于温度、湿度、压力、液位、瞬时流量、速度等多种物理量检测信号的显示及控制，并能对各种非线性输入信号进行高精度的线性校正。
采用无跳线技术,使输入端口具备单通道和*信号输入功能,只需通过仪表菜单的简单选定，即可实现多种输入信号（各种热电偶、热电阻、标准电压/标准电流信号）之间的轻松切换，提高了仪表的通用性和可靠性。
采用高亮度LED数码显示和高分辨率光柱显示（比例显示），使测量/控制值的显示更为清晰直观。
输入输出回路均采用光电隔离，抗干扰能力强。
可带串行通讯接口，可与各种带串行接口的设备进行双向通信，组成网络控制系统。
主要技术参数输入信号模拟量热电偶：标准热电偶—B、S、K、E、J、T、WRe3～25等电阻：标准热电阻—Pt100、Cu50、Pt100.1、远传压力电阻:30～350Ω等电流：0～10mA、4～20mA等（输入阻抗≤250Ω）电压：0～5V、1～5V、mV等（输入阻抗≥1MΩ）输出信号模拟量输出DC 4～20mA （负载电阻≤750Ω）DC 0～10mA （负载电阻≤1.5KΩ）DC 1～5V （负载电阻≥250KΩ）DC 0～5V （负载电阻≥250KΩ）开关量输出继电器控制输出: —ON/OFF(带回差)触点容量（阻性负载）—AC220V/3A；DC24V/3A可控硅过零触发脉冲输出(SCR)—可触发600V/100A可控硅固态继电器控制信号输出（SSR）—输出DC9V/30mA可控硅过零触发输出—双向可控硅600V/5A通讯输出标准串行通讯接口通讯方式RS-232C，RS-485波特率300bps～9600bps（自由设定）馈电输出DC 24V，负载≤30mA特性测量精度数字：±0.5%FS±1字光柱：±1%FS分辨率数字显示：±1字光柱显示：±1线显示范围数字：-1999～9999 光柱：0～*显示方式四位高亮度LED数码显示101线高分辨率光柱显示发光二极管工作状态显示单屏数码显示/双屏数码显示单屏数码+单光柱显示双屏数码+双光柱显示控制方式可选择上限、下限或上上限、下下限控制控制设定值控制设定值和回差值全量程内自由设定温度补偿0～50℃温度自动补偿参数设定面板轻触式按键数字设定参数设定值断电后保存参数设定值密码锁定保护方式热电偶/热电阻输入断线报警继电器输出状态LED指示输入超／欠量程报警输入超范围闪烁报警工作异常自动复位使用环境环境温度0～50℃相对湿度≤85% 无凝露避免在带有腐蚀性和易燃易爆气体中使用供电电压线性电源AC190V～240V开关电源AC/DC 90V～265V AC/DC 22V～26V功耗≤5W（AC 190V～240V 线性电源）≤4W（AC /DC85V～265V 开关电源）≤6W（AC/DC 22V～26V开关电源）上润WP-80分类：WP-C801 WP-C803 WP-C804单路温控器WP-D801 WP -D803 WP-D804单路双屏显示表WP-D805 WP-D805A智能PID调节控制器WP-D821 WP-D823双路温控器WP-D835手操器电流表电压表无纸记录仪压力变送器品牌：上润尺寸：160*80*140mm开孔尺寸：152*72mm。
YFVES-TeradyneTestingSpecification测试规范V1
YFVES-TeradyneTestingSpecification测试规范V1i t e m Device Type器件类型General Test Method 常规测试方法即测试策略选择1Contact连通性测试1、APC/contact测试，量测某一点时，用3V/2V的激励在其他点上。
2、注意可能有一些器件，不能处在一个稳定的状态。
2Discharge放电测试 1. 大于1uF的电容，应做放电测试2. 测试有对电容的网络(包括寄生电容)施加过3V以上的直流激励电压, 测试后应做放电测试,3. Zener测试后，应做放电4.Delta Scan，FrameScan测试前,应做放电3Open开路测试作为电阻测试，开路测试测试的是应该短路的网络间是否有开路4Short短路测试短路测试测试的是应该开路的网络间是否有短路5Jumper 跳线测试resistance testing 作为电阻测试6Connector连接器 1. 100%覆盖的连接器测试对每个引脚做Open测试;2. 或在连接器外部插装特制的测试插头,插头内是连接在引脚间的短路线或电阻,从板内测试外部插头的存在3. 符合FrameScan条件的可以用FrameScan测试, 部分覆盖4. 用开关探针作缺料测试或极性测试7Switch 开关 1. 要求开关在测试前一个固定的位置，100%覆盖测试对每个位置做Open测试2. 开关探针作缺料测试8Resistor/Resistor Pack 电阻/排组1. 小电阻的上限应考虑夹具接触电阻( < 3ohm )2. 精度特殊要求的小电阻应用多线测试9Capacitor/Capacitor Pack 电容/排容1. < 100pF电容，需排除夹具本身的寄生电容2. 并联电容，只保留一步测试#RC Pack RC并联测试（Z18 only）作为电容测试#PolarizedCapacitor 电容极性测试1. 作为无极性电容测试2. 电容极性测试方法: CapScan3. 电解电容极性测试: 3端测试法#Inductor 电感测试2步测试，一步检测电阻值，一步检测电感值#EMI Bead 磁珠2步测试，一步检测电阻值，一步检测电感值#Relay 继电器尽量做到上电前检测；如必须上电必须严格保证安全性，考虑前后级#Diode 二极管1、2点测试非线性；2、做正反向测试#LED 发光二极管 1.2点测试非线性，或做正反向测试;2. 颜色测试（暂不考虑）#Zener 稳压管 1. 2点测试非线性; 2. 测试zener的稳压值#Transistor 晶体管Z18平台： 1、测试2组PN结，和开关特性；2、达林顿管，测试BE结电阻，和开关特性TS平台： 1、标准方法，测试PN结特性和放大倍数测试，或者上电前混合测试测试开关特性 2、达林顿管，上电前混合测试测试开关特性#FET 场效应管上电前混合测试测试开关特性，或TS平台标准测试的开关电阻值#Junction Xpress TS平台，一种检测IC保护二极管的方法#DeltaScan Z18平台，一种检测IC保护二极管的方法#FrameScan / Open Xpress 感应片测试感应片测试IC管脚开路；大于14管脚的器件建议使用#Board Power 板上电测试正常上电，测量电压#Voltage RegulatorIC 整流芯片测量输出电压；范围在误差之内#PWM PwrController IC 脉宽调制电源控制芯片测量输出电压；范围在误差之内#DC/DC Converter直流转换器测量输出电压；范围在误差之内#Power Monitor IC电源控制ICPower on sequence testing#OperationalAmplifier 运算放大器按其在电路中作用选择测试方法，1、作为比较器测试，2、作为跟随器 3、做模块的放大器。
非线性模拟量检测的多点定标方法
Ｏ 引言
另外 ， 控制终端 通过 分时工作对模拟量进行 检测 ， 了不影 响 分别用 ２个相邻样 本点之间 的直线代替待 测模拟量 的非线性单调 为 模拟量控制等其他程序模块工作 ， 拟量检 测算法的程序模块 必须 曲线 。 模
能够 快速 运 行 。 当对 图 １ 模拟量 ｙ 进行测量时 ， 传感器输出值 ｘ 受待测模拟量 。 传统模拟量的检测 方法可分为 ： 线性模拟量检测 方法、 查表 法、 Ｙ影 响 ， 件 电路 设 计 完 成 后 ， 测 模 拟 量 ｙ与 其 转 换 值 ｘ 以及 ｖ 硬 待 。 。 神经 网络 训 练 法 。 存在一一对应关系。设 ｖ １为 ｖ ０的单调 函数 ， 样本值分别为 线性模拟量检测 方法只适合于线性模拟量检 测 ； 查表发法可用 ｙ ｙ ｉ０ １ ２ … ， ０ ＝ ，，， Ｎ ＝ （） １ 于非线性模拟量检测 ， 但表格较 大， 占用存储空间及运算时间较 多 样本值 ｙ 满足关系式
余健敏 ＹｕＪａ ｍｉ ｉｎ ｎ
（ 上海 电机 学院 ， 上海 ２ ０ ９ ） ０ ０ ３
（ ｈ ｎ ｈ ｉ ｌｃｒ ｎ ｃ ａ ｉａ Ｃ ｌ ｇ Ｓ ａｇ ａ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ） Ｓ ａ ｇ ａ Ｅｅｔｉ ａ ｄＭｅｈ ｎｃ ｌ ｏｌ ｅ，ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ９ ， ｈｎ ｃ ｅ ２
多功能光谱仪定标方法
多功能光谱仪定标方法
李卓;张朴
【期刊名称】《兵器装备工程学报》
【年(卷),期】2024(45)5
【摘要】为了精确标定红外探测器的光谱响应函数,分别通过两点线性定标法、多点线性拟合定标法、非线性多项式拟合定标法以及远距离小面源定标法对多功能光谱辐射计进行标定,解算出辐射计的光谱响应系数和偏置系数,采用定标后的辐射计对不同温度黑体标准源的辐射亮度进行测量,并与黑体理论辐射亮度进行对比。
结果表明,多点定标可减小噪声引起的随机误差和非线性响应引起的系统误差;当被测目标温度变化范围较小时,宜采用多点线性拟合定标,以减少噪声引起的随机误差带来的影响;当被测目标温度变化范围较大时,宜采用多点非线性拟合定标,以减少非线性响应引起的系统误差带来的影响;当被测目标温度较高时,光谱辐射计入瞳处信号较大,宜采用远距离小面源法标定,测量误差低于2%。
定标后的测试精度优于国内外同类仪器。
【总页数】7页(P106-111)
【作者】李卓;张朴
【作者单位】91404部队;中国船舶集团第七一〇研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN215
【相关文献】
1.电感耦合等离子光谱仪的实验室定标方法
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自适应多点定标非均匀性校正算法
自适应多点定标非均匀性校正算法黄 宇，张宝辉，吴 杰，陈莹妍，吉 莉，吴旭东，于世孔（昆明物理研究所，云南昆明 650223）摘要：多点定标法校正精度较高，但需要选择合理的标定点才能达到理论的校正效果。
本文提出了一种用于选择多点法标定点的算法。
算法将残差作为选择标定点的判定条件，自适应地在焦平面响应曲线上确定标定点。
探测器采集的原始图像经本文算法校正后图像的响应率不均匀性为0.31%，与传统的均匀分段多点法相比减少了约31%，多点法的校正精度得到了明显提高。
关键词：自适应；红外图像；非均匀性校正中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2020)07-0637-07Adaptive Multipoint Calibration Non-uniformity Correction Algorithm HUANG Yu，ZHANG Baohui，WU Jie，CHEN Yingyan，JI Li，WU Xudong，YU Shikong(Kunming Institute of Physics, Kunming 650223, China)Abstract: The multipoint calibration method provides high calibration accuracy. However, a reasonable number of calibration points are required in order to achieve the theoretical correction effect. This work proposes an algorithm for selecting multipoint legal punctuation. The algorithm uses the residual as the criterion for selecting calibration points and adaptively determines the calibration points on the focal plane response curve. The non-uniformity of the response rate of the original image collected by the detector and corrected by the proposed algorithm is 0.31%, which is about 31% less than that of the traditional uniform segmented multipoint method. In addition, the correction accuracy of the multipoint method is significantly improved.Key words: adaptive, infrared image, non-uniformity correction0 引言凝视型红外焦平面阵列探测器目前广泛用于军事、民用领域，但因制作工艺和材料引起的非均匀性仍严重影响成像效果[1]，需要通过非均匀校正操作才能达到实际应用要求[2-3]。
常见模拟量信的检测方法
常见模拟量信的检测方法常见的模拟量信号检测方法有以下几种：1.电位差检测法：利用电位差测量原理，通过测量电路两个节点之间的电压差来间接测量模拟量信号的数值。
这种方法简单、可靠，广泛应用于工业自动化领域。
2.桥式检测法：利用变阻器、电容器等元件组成桥路，通过调节桥路的平衡来测量模拟量信号的数值。
桥式检测法具有高精度、高稳定性的特点，在精密测量领域得到广泛应用。
3.电流/电压变送器检测法：将模拟量信号转换为电流或电压信号，并通过相应的电流/电压变送器进行测量和传输。
这种方法适用于长距离传输、抗干扰性强的场合。
4.放大器检测法：通过采用不同类型的放大器，将模拟量信号放大后，进行测量和判断。
常见的放大器有运算放大器、差动放大器等。
这种方法具有灵活性高、适应性强的特点。
5.数字转模拟转换方法：采用数字到模拟转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号，并通过测量模拟信号的数值来判断模拟量信号的数值。
这种方法适用于数字信号处理系统中。
6.双积分检测法：通过对模拟量信号进行双积分运算，得到信号的振幅和相位信息，并通过测量来判断模拟量信号的数值。
这种方法适用于低频、小幅度信号的测量。
7.微波干涉检测法：利用微波信号经过干涉后产生的相位差来测量模拟量信号的值。
这种方法适用于高频、大幅度信号的测量。
8.光学检测法：利用光学传感器、光电二极管等光学元件进行测量和判断。
光学检测法具有非接触式、高精度等特点，在一些应用领域得到广泛应用。
这些模拟量信号检测方法在工业自动化、通信、医疗设备等领域都得到了广泛的应用。
不同方法适用于不同的信号特性和测量要求，选择合适的检测方法可以提高测量的准确性和稳定性。
多点定标非均匀性校正方法的综合应用
第37卷，增刊红外与激光工程2008年6月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringJun.2008收稿日期：2008-04-24作者简介：郁品一（6），女，河南洛阳人，工程师，主要从事光电对抗技术研究工作。
y y 5@多点定标非均匀性校正方法的综合应用郁品一（中航一集团洛阳电光设备研究所，河南洛阳471009）摘要：分析了某红外评估系统的点校正算法的优缺点，提出两点多段温度校正法，有效提高了校正效果。
关键词：非均匀性校正；水仙效应；红外图像；两点多段法中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)增(红外)-0615-04Application of multi-point nonunifor mity correction methodYU Pin-yi(Electro-Opti cal Equipment Res earch Institute of AVIC,AVIC I,Luoyang 471009,China)Abstr act:Based on the analysis of the infrared systems at the advantages and disadvantages of correction algorithm,an improved two-point multi-section temperature correction method was presented,it can im prove raise the correction effect effectively.Key wor ds:Nonuniformity;Narcissus effect;Infrared image;Two-point multi-section method0引言红外焦平面器件常用的非均匀校正方法主要有两点温度定标法（TPTC ）、时域高通滤波法（THPC ）、人工神经网络法（ANNC ）和高频微扫描法。
第四讲传感器信号的线性化与标度变换
当检测值x 确定后，首先通过查表， 当检测值 i确定后，首先通过查表，确定xi 所在区间， 所在区间，再顺序调到预先计算好的 系数项，然后代人插值公式计数出y 系数项，然后代人插值公式计数出y。
采用线性插值法， 采用线性插值法，只要段数分 得足够多， 得足够多，就可以达到必要的计算 精度， 精度，但这需要增加大量的分段数 据和计算机内存容量。因此， 据和计算机内存容量。因此，在满 足精度前提下，选取合适的分段数， 足精度前提下，选取合适的分段数， 以减少标定点数和内存容量， 以减少标定点数和内存容量，并提 高运算速度。 高运算速度。
河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 电 气 工 程 系
第四讲
传感器信号的线性化与 标度变换 一、非线性校正 二、标度变换
一、非线性校正
在自动检测系统中， 在自动检测系统中，利用多种传感器把各种被 测量转换成电信号时， 测量转换成电信号时，大多数传感器的输出信号和 被测量之间的关系并非是线性关系。 被测量之间的关系并非是线性关系。这是由于不少 传感的转换原理并非线性， 传感的转换原理并非线性，其次是由于采用的电路 如电桥电路）的非线性。 （如电桥电路）的非线性。 要解决这个问题， 要解决这个问题，在模拟量自动检测系统中可 采用三种方法： 缩小测量范围，取近似值。 采用三种方法：①缩小测量范围，取近似值。②采 用非均匀的指示刻度。 增加非线性校正环节。 用非均匀的指示刻度。③增加非线性校正环节。显 前两种方法的局限性和缺点比较明显。 然，前两种方法的局限性和缺点比较明显。
非线性校正的方法有硬件法和软件法。 非线性校正的方法有硬件法和软件法。 硬件校正法： 硬件校正法：
★在模拟电路中实现非线性校正，可以采用自 在模拟电路中实现非线性校正，
melnikov方法
melnikov方法
Melnikov方法是一种用来求解非线性微分方程的技术。
有些非线性微分方程的求解是非常困难的，而Melnikov方法可以在给定的条件下将这些方程的解压缩到可行的解决方案中。
它结合了大量的数学理论，能够更快、更有效的求解出非线性方程的解。
Melnikov方法的原理是，在给定的条件下，通过解一个特定的方程获得结果，从而确定系统的不稳定向量，并根据公式确定此向量根椐哪个不稳定运动模式。
当参数确定时，此方法可以确定系统的不稳定方程，通过此方程，可以计算系统的不稳定向量，根据这些结果可以确定运动模式。
Melnikov方法也可以用来求解多变量系统，如果其中有一个变量在取值范围内可以使系统变得不稳定，则可以利用Melnikov方法找出这个变量的具体影响，从而确定变量的影响范围和数值范围。
Melnikov方法的使用也可以减少由微分方程引起的数值误差，因此它是解决非线性微分方程的有效方法之一。
它还可以求解系统的不稳定方程，从而解决系统的问题所需要的时间和成本。
模拟量标定与标定变换是什么意思？你可能不知道，掌握一个公式，确实很简单
模拟量标定与标定变换是什么意思？你可能不知道，掌握一个公式，确实很简单电气工程师项目设计流程：一个项目中电气工程师要做的设计思路三菱Q-PLC，QD62D高速计数器基础步进电机定位系统的一些常识，做为电气工程师的你应该懂得三菱FX3U PLC步进电动机的闭环定位控制PLC程序设计（二）PLC定位控制基础：原点回归的方式有哪些？PLC定位控制基础：电子齿轮比对脉冲当量和电机转速的调整作用伺服、步进电机定位控制十条基础知识步进电动机与交流伺服电动机的性能比较，来看看跟你知道的一样吗？松下A5系列伺服驱动器的恢复出厂参数、点动运行设置和报警解除怎样用软件进行交流伺服驱动器的增益自动调整？变频器的常见故障诊断与处理，码了五千字，一篇文章搞定变频器的种类多种多样，根据负载特性怎么选择变频器呢？三菱Q系列PLC，用CC-Link控制变频器正反转和多段速三菱Q系列PLC，用Modbus RTU通信控制施耐德变频器运行三菱PLC基本编程练习（12）：电工会编的三台电动机顺序启动，同时停止程序电工最基础、最核心的知识是掌握电的回路（九）：二次控制回路什么是ST语言，三菱PLC两种ST语言创建方法及注意事项举个输送带运转控制的例子，说明三菱PLC的SFC编程方法PLC通信基础知识三菱FX5U PLC，用计算机链接协议通信控制变频器运行标定与标定变换标定，是指两种物理量之间的对应函数关系，又称为特性曲线、输入/输出特性、I/O特性，如步进电机的矩频特性。
1、标定分类标定分为线性标定与非线性标定。
模拟量控制一般用的多的是线性标定。
非线性标定分为可用函数表示非线性标定和不可函数表示的非线性标定。
模拟量与电量之间的标定，是指被测物理量通过电路转换成电量的对应关系，一般是指传感器的标定。
电量与标准电量之间的标定，是指被测电量与标准电量之间转换的对应关系，一般是指变送器的标定。
标准电量是指国际标准的统一电量，有0~5V，0~10V，-10V~+10V，0~20mA，4~20mA。
生化仪方法及参数设置有关的知识
方法及参数有关的知识1、导向知识:生化分析仪的基本原理是分光光度计,或者俗称比色计.分光光度计的依据是“朗伯—比尔定律”。
朗伯—比尔定律阐述了液体吸光度与液体浓度的关系，并且引申出相应的公式及推导公式。
吸光度越高,溶液的色度也就越深,反之越浅。
当然前提是同波长下.一般来说,生化反应把吸光度增加的叫做正反应，或者叫做上升反应，色度越来越深；吸光度下降的反应叫做负反应或者下降反应，色度越来越浅.应用和维修的界限其实很难划分，一般来说操作问题属于应用，故障属于维修。
但结果问题有可能是应用问题，也有可能是故障，所以生化仪区分应用和维修我认为纯属找麻烦。
2、生化的测试方法:从分光光度计的方法来说,有透射和散射两种方法,生化仪只用到透射法，因为它只有一套光路。
贝克曼的自有机型和特定蛋白仪及免疫类血凝类设备，还增加有散射法等等.生化的测试方法只有两种，那就是终点法和速率法，其余方法都是衍生法。
而单试剂或者双试剂与否与方法关系不大，只跟衍生法有关。
2。
1 终点法顾名思义，在反应终点进行吸光度测定的方法，其衍生方法有一点终点法，对应单试剂;两点终点法对应双试剂.还有一些相关的概念:试剂空白、血清空白。
先声明一下，下面出现的所有例图都是选自日立、奥林巴斯、东芝、拜耳这些生化仪的手册，选择的目的一是有代表性，而是清晰度好，并非我个人有所倾向。
2。
2 一点终点法：也就是单试剂采用的方法.这是奥林巴斯的曲线示意图,它是R1+S方式，所有生化仪都是以样本S的加入为正式读点的开始，之前加入的试剂读点都为0或负数。
所有试剂和样本加入后，都进行搅拌。
上图中R1加入搅拌后进行第一个读点吸光度测试,读点编号为0，然后加入样本再次搅拌开始正式读点1-27。
而测试读点是27，也就是反应终点。
当然，不一定非要到最后一个读点，很多蛋白反应速度很快,几分钟就到达终点，所以根据情况设置。
奥林巴斯的机型算是一类机型,与贝克曼自有机型类似，R和S间隔读点，也正是这个特性引发了试剂空白和血清空白的应用。
非线性控制系统的参数辨识方法研究
非线性控制系统的参数辨识方法研究概述非线性控制系统的参数辨识是实现系统准确控制的重要步骤之一。
参数辨识方法通过对系统进行实验观测，识别出系统的参数，从而建立准确的控制模型。
在非线性控制系统中，系统的动态行为和稳态特性通常由一系列非线性参数来描述，这使得系统辨识变得更加具有挑战性。
本文将介绍几种常见的非线性控制系统参数辨识方法。
1. 系统辨识的基本原理系统辨识旨在通过观测系统的输入和输出数据来估计系统的模型参数。
一个非线性控制系统通常由状态方程、输出方程和非线性函数构成，其中非线性函数描述系统的非线性特性。
参数辨识的目标是确定非线性函数中的参数，从而实现对非线性控制系统的准确控制。
2. 非线性系统的参数辨识方法2.1 线性化方法线性化方法是一种常见且有效的非线性系统参数辨识方法。
该方法基于系统的局部线性化模型，通过将非线性系统近似为线性系统来进行参数辨识。
线性化方法的核心思想是在每个工作点处对非线性系统进行线性化，然后利用线性系统参数辨识的方法进行求解。
但是，这种方法要求系统在工作点附近具有较小的变化范围，对于具有大幅度非线性的系统可能会导致辨识结果的不准确。
2.2 非线性最小二乘法非线性最小二乘法是一种广泛使用的非线性系统参数辨识方法。
该方法通过最小化测量数据与非线性模型方程之间的误差平方和，来确定最优参数值。
非线性最小二乘法可以通过迭代优化算法进行求解，例如Levenberg-Marquardt算法。
这种方法对于具有各种非线性特性的系统辨识较为适用，但计算复杂度较高。
2.3 支持向量机方法支持向量机（SVM）方法是一种基于统计学习理论的非线性系统参数辨识方法。
该方法通过构建分类决策函数，将参数辨识问题转化为一个最优化问题。
支持向量机方法通过构建核函数将非线性系统映射到高维空间，从而实现对非线性系统的参数辨识。
SVM方法具有较好的辨识性能和鲁棒性，适用于复杂的非线性系统。
2.4 非线性滤波方法非线性滤波方法是一种将滤波技术与参数辨识相结合的方法。
模拟量的三种标定方法
模拟量的三种标定方法模拟量的三种标定方法(以0-10V为例)：1、PLC内部不作标定，仪表的标定方法：1）仪表调成模拟量自定义输出模式，即u.Fn=12）利用仪表的模拟量测试功能，记录以下数值：模拟量输出0V时，记录此时PLC内部ADC数值ADC0(VD0寄存器)；注意：此值要为正值，否则会带来零点误差，因为仪表只能接受正值。
模拟量输出10V时，记录此时PLC内部ADC数值ADC1(VD0寄存器)；3）进入仪表自定义菜单，进入第一点标定，输入第一点的重量ADC0，第一点的模块量输出0V然后进入第二点标定：输入第二点的重量ADC1，第二点的模块量10V注意：模拟量输入确定后，如果显示的ADC与之前记录的值稍有差距，可利用模拟的微调功能进行调整。
4）返回仪表主界面，此时仪表显示值与ADC值(VD0寄存器)一致。
2、PLC内部作标定且仪表输出设置为固定模式时，调校方法1）仪表调成模拟量固定输出模式，即u.Fn=02）利用仪表的模拟量测试功能，标定PLC：模拟量零点标定(仪表调成0V输出时)，置V200.0为ONPLC中设定仪表的最大量程，存储于VD160模拟量量程标定(仪表调成10V输出时) ，置V200.1为ON3)返回仪表主界面，此时仪表显示值与VD100寄存器值一致。
3、PLC内部作标定且仪表输出设置为自定义模式时，调校方法1）仪表调成模拟量自定义输出模式，即u.Fn=12）要求：重量为0时，输出2V；重量为5000时，输出10V模拟量零点标定(仪表调成2V输出时)，在仪表第一点电压微调状态下，置V200.0为ON输入第二点的重量，存储于VD160模拟量量程标定(仪表调成10V输出时)，在仪表第二点电压微调状态下，置V200.1为ON4)返回仪表主界面，此时仪表显示值与VD100寄存器值一致。
建议采用第三种模拟量标定方法，即提高了精度，又能显示出负值。
两点定标操作说明
两点定标操作说明一、背景介绍两点定标是一种实验室常用的质量控制方法，旨在准确测量仪器的响应特性并调整仪器的输出。
通过使用标准物质进行定标，可以提高仪器的测量准确性和精度，确保实验结果的可靠性。
本文将介绍两点定标的操作步骤和注意事项。
二、操作步骤以下是进行两点定标的操作步骤：1. 准备工作a. 验证所需的标准物质的准确性和稳定性。
确保标准物质的批次号与国家或国际标准相符。
b. 按照仪器的使用手册，准确设置仪器的参数，如增益、滤波器等。
2. 建立初始测量a. 使用标准物质进行初始测量。
标准物质的浓度应该在所需范围内，以达到准确的测量结果。
b. 记录初始测量结果，并将其视为零点。
3. 准备标准溶液a. 准备另一个标准物质的溶液，浓度应该接近仪器所需范围内待测样品的浓度。
b. 确保标准溶液的配制过程准确无误，避免与环境中的污染物接触。
4. 进行二次测量a. 使用准备好的标准溶液进行二次测量，确保测量条件与初始测量相同。
b. 记录二次测量结果，并与初始测量结果进行比较。
5. 数据分析a. 根据初始测量结果和二次测量结果的对比，计算出仪器的响应偏差。
b. 根据响应偏差，调整仪器的输出，以使其与预期值一致。
6. 定期重复定标a. 为了保持仪器的准确性和稳定性，定期重复两点定标操作。
b. 根据实验室质量控制规定，确定重复定标的频率和时间间隔。
三、注意事项在进行两点定标操作时，需要注意以下事项：1. 选择合适的标准物质：标准物质的浓度应该接近待测样品的浓度范围，以获得准确的测量结果。
2. 校准仪器参数：在进行两点定标之前，确保仪器的参数设置准确，以避免由于不正确的参数设置而导致的测量误差。
3. 避免污染：在准备标准溶液和进行测量过程中，注意避免与环境中的污染物接触，以保持实验的准确性。
4. 记录数据：及时记录初始测量和二次测量的结果，并进行比较分析，确保调整仪器输出的准确性。
5. 重复定标：为了保持仪器的准确性和稳定性，定期重复两点定标操作，并根据实验室质量控制规定设定定标的频率和时间间隔。
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非线性模拟量检测的多点定标方法作者：余健敏来源：《价值工程》2010年第30期摘要:嵌入式系统和集散控制系统中,待测模拟量一般都是非线性的。
为实现非线性模拟量的精确、快速检测,提出了非线性模拟量的多点定标检测方法。
分别给出了分段线性化和分段变频率两种定标方法的编程思路,可提高非线性模拟量检测的精度和局部分辨率。
Abstract: In embedded systems and distributed control systems,analog tested are generally nonlinear. To achieve the precise amount of non-linear simulation and rapid detection,linear analog multi-point calibration detection method is proposed. Two calibration method programming ideas of piecewise linear and piecewise frequency are given which can improve the accuracy of detection of non-linear mini-two and partial resolution.关键词:嵌入式系统;集散控制系统;非线性模拟量检测Key words: embedded system;distributed control system;nonlinear analog detection中图分类号:TP79 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)30-0214-030引言精确检测是实现精确控制的基础。
在集散控制系统中,模拟量的检测方法须编制成相应的程序,嵌入到控制终端处理器中。
由于嵌入式处理程序存储容量有限,所用方法不能过于复杂。
另外,控制终端通过分时工作对模拟量进行检测,为了不影响模拟量控制等其他程序模块工作,模拟量检测算法的程序模块必须能够快速运行。
传统模拟量的检测方法可分为:线性模拟量检测方法、查表法、神经网络训练法。
线性模拟量检测方法只适合于线性模拟量检测;查表发法可用于非线性模拟量检测,但表格较大,占用存储空间及运算时间较多;神经网络训练法虽然只适合于一般的非线性函数训练,但算法复杂,所用样本数较多,不适合编制嵌入式处理器程序。
待测的模拟量y一般是非电量信号。
模拟量传感器输出值x0通常与y值有某种已知的非线性关系。
当对y值测量时,控制终端首先把x0转换成电信号,然后再经A/D转换变为数字量,经过计算得到实测模拟量y1,如图1所示。
所谓精确测量,就是使y和y1两者相同或误差达到最小。
x0是待测模拟量y经由传感器的输出值。
x0经过电压转换电路后,变成对应的电压值。
y0是该电压值的A/D转换器数字输出值。
假设图1中的模拟量传感器是线性的,由于人为调整和电子器件参数的离散性因素等。
模拟量的电压转换电路的参数总会带有一定的偏差,输入与输出关系也不可能做到完全线性化,使得y0与x0之间通常为非线性单调函数关系。
1分段线性化多点定标方法定标是制定一定的标准,把待测模拟量转换成数字量,便于控制终端处理。
定标过程是制作一把尺子,用该尺测量对应的模拟量。
为了减小非线性单调函数的误差,把待测模拟量的样本数量取为N+1个,分别用2个相邻样本点之间的直线代替待测模拟量的非线性单调曲线。
当对图1模拟量y进行测量时,传感器输出值x0受待测模拟量y影响,硬件电路设计完成后,待测模拟量y与其转换值x0以及y0存在一一对应关系。
设y1为y0的单调函数,样本值分别为y0=y0ii=0,1,2,…,N(1)样本值y0i满足关系式y00y0i之间的差值可以是等值,也可以是不为零的任意值,其选取方法可视定标需要而定。
传感器输出x0与待测模拟量y的对应关系是已知的,定标时,将传感器输出值相对应的标准仪器与图1对应模拟量的电压转换电路相连接,如标准电阻箱等。
调整标准仪器输出值x0为样本值x0i,则对应的模拟量数值为yi,令检测值y1i等于yi,此时A/D转换值为y0i,使y0i按式(2)排序取值,控制终端的非易失数据存储记忆y0i、y1i及N的值。
把A\D转换值y0与检测值y1的对应关系(y0,y1)用样本(y0i,y1i)和(y0 (i+1),y1 (i+1))2点之间的直线近似替代,如图2中曲线y1i所示。
该直线斜率为ki=(3)则分段线性化多点定标方法y1与y0的关系为y1=ki×(y0-y0i)+y1i(4)当数据终端对现场模拟量测量时,被测模拟量y通过传感器输出值x0映射成A\D转换起的输出值y0,首先查询y0的值,如若符合y0i≤y0≤y0(i+1)关系时,则可按式(4)计算模拟量实测值y1。
在样本点处,实测值y1与被测模拟量y相等。
当y0y0N时,超出了模拟量的检测范围,检测数据已不准确。
为了保证测量精度,其中y00的取值应大于并且接近于A/D转换器的零值;y0N的取值应小于并且接近于A/D转换器的满值。
样本数量的取值要依据数据终端的非易失数据存储器的容量和模拟量的测量精度要求而定,N值越大,测量精度越高。
但N值不能太大,否则会增加程序运行时间,影响数据终端的检测速度,一般样本数量取20以内为益。
2分段变斜率多点定标方法为提高模拟量的检测精度,在2个样本点(y0i,y1i)和(y0 (i+1),y1 (i+1))之间,用切线斜率由k(i-1)连续变化到ki的曲线代替非线性单调函数曲线。
设样本(y0i,y1i)和(y0 (i+1),y1 (i+1))2点之间,斜率由k(i-1)变化到ki,则斜率的变化为Δki=ki-k(i-1)(5)k(i-1)=(6)斜率随 y0的变化率为λi=(7)当y0符合y0i≤y0≤y0 (i+1)关系时,变斜率为kixl=k(i-1)+λi+(y0-y0i)(8)kixl的值在2个样本点(y0i,y1i)和(y0 (i+1),y1 (i+1))之间,随y0的改变,由k(i-1)连续变化到ki,y1与y0的关系由式(9)确定,如图3中曲线y12所示。
yi=kixl×(y0-y0i)+yli(9)当y0在y0i到y0 (i+1)取值时,曲线yl1为直线替代,比被测模拟量y变化快;而曲线y12类似于切线替代,比被模拟量y变化慢,综合kixl和ki,令变斜率kip为kixl和ki的平均值,则kip=(10)分段变斜率多点定标方法y1与y0的关系为y1=kip×(y0-y0i)+y1i(11)在样本(y01,y11)(y0N,y1N)2点以外,模拟量检测仍采用分段线性化定标方法,只是检测值与待测值之间的偏差较大。
32种定标方法的对比分析把式(3)、式(5)～式(8)、式(10)代入式(11),整理得到分段变斜率多点定标方法模拟量检测值与样本值之间的关系如式(12)所示。
y1=ki×(y0-y0i)+y1i+(ki-k(i-1))×(12)设修正值Δy1,令Δy1为Δy1=(ki-k(i-1))×(13)则检测值y1与A/D转换值y0的关系为y1=ki×(y0-y0i)+y1i+Δy1(14)由式(14)与式(4)、式(12)对比可知,分段变斜率定标方法所测得的检验值是分段线性化定标方法检测值与修正值 y1的和。
设修正因子h为h=(15)由于y0在y0i和y0 (i+1)之间取值,则h的值总是小于零。
修正值△y1与修正因子的关系为Δy1=(ki-k(i-1))×h(16)式中ki-k(i-1)只与(y0 (i-1),y1 (i-1))、(y0i,y1i)和(y0 (i+1),y1 (i+1))3个样本值有关,当样本值确定后,其值不变,它反映了待测模拟量的曲线弯曲特征。
修正因子h随y0而变化,依据待测模拟量的曲线弯曲特征,对分段线性化定标方法进行修正,使分段变斜率定标方法所得到的检测值,更接近待测模拟量的值。
当y0等于(y0i+y0(i+1)/2)时,h 达到最小,其值为hmin=(17)依据式(14),当y0在y0i和 y0 (i+1)之间取值时,由于h①当ki-k(i-1)>0,△y1②当ki-k(i-1)0,分段变斜率方法总是比分段线性化方法的模拟量检测值增加一些,增加的值按h随y0的变化与(ki-k(i-1))成比例;③当ki-k(i-1)=0,△y1=0,2种方法的检测值相同,修正值为零,说明待测模拟量在y0 (i-1)到 y0 (i+1)之间是线性关系;④分段线性化方法只与本段的2个样本值(y0i,y1i)和(y0 (i+1),y1 (i+1))有关,而分段变斜率方法不但与本段的2个样本值(y0i,y1i)和(y0(i+1),y1(i+1))有关,还与上一段的2个样本值(y0 (i-1),y1 (i-1))和(y0i,y1i)有关,反映了待测模拟量的弯曲程度和弯曲方向。
以上对比分析说明,采用多点定标方法对非线性模拟量进行检测时,分段变斜率定标方法能够按待测模拟量的变化趋势对分段线性化定标方法所得检测曲线进行修正,使其更加接近待测模拟量的值。
42种模拟量检测方法的仿值模拟量的检测都有一定的范围。
检测值y1与A/D转换值y0之间客观上成一一对应的某种非线性单调函数关系y1=f(y0)。
在模拟量检测绝对精确的理想条件下y应该与y1相等。
首先令y1=f(y0),然后对其进行对比分析。
图4是对函数y=y04的仿真结果,其中y0取值区域为0～300,样本取值范围在50～250之间,样本取值相同。
图4(a)采用分段线性化方法对模拟量y进行检测,图4(b)采用分段变斜率方法对模拟量y进行检测。
两图对比可以看出,在模拟量检测区域内,分段变斜率方法明显优于分段线性化方法。
采用多点定标方法不仅可以对单调的模拟量进行检测,而且还可以对一般意义的非线性模拟量进行测量。
设待测模拟量y与其映射的A/D转换值y0存在对应的函数关系,且极值点和拐点有限。
首先把待测模拟量y分为若干个区间,并且选择极值点和拐点为区间点(也是样本点),使得每个去区间内y与y0的关系均满足单调函数的条件,然后在每个区间内采用多点定标方法对模拟量进行检测,即可完成对非线性模拟量的测量。
图5是对函数y=1.5+sin(y0)的仿真结果,其中y0取值区域为0～360,样本取值范围在20～320之间,样本取值相同。
图5(a)采用分段线性化方法对模拟量y进行检测,图5(b)采用分段线性化方法对模拟量y进行检测。
两图对比可以看出,在模拟量的检测区域内,分段变斜率方法明显优于分段线性化方法。