智能检测控制技术及应用

1：智能检测监控的含义

答：包含两方面含义：一方面，在传统检测控制基础上，引入人工智能的方法，实现智能检测控制，提高传统检测控制系统的性能；另一方面，利用人工智能的思想，构成新型的检测控制系统。

2：多传感器系统是多传感器信息融合的硬件基础，多源信息是多传感器信息融合的加工对象，协调优化和综合处理是多传感器信息融合的核心。

3：感应同步器对位移的分辨率由哪些因素确定？如何提高位移分辨率？

答：感应同步器对位移的分辨率（w/m）是由节距w和细分数m决定的，因此要提高位移分辨率，就要选用节距小的感应同步器和增大细分数。

4：数据融合按照数据抽象的层次分类

答：三类：像素级融合、特征级融合和决策级融合。像素级融合直接融合传感器的数据，是最低层次的融合；特征级融合对传感器数据的特征矢量提取后进行融合；决策级融合是高层次的融合。

5：检测智能化的方法大致分为哪两类？

答：一类是传感器信号处理方法，一类是以知识为基础的决策处理方法。

6：何为测量不确定度？A类不确定度和B类不确定度分别表示什么？

答：测量不确定度表示测量结果（测量值）不能肯定的程度，或者说他是表征赋予被测量之值的分散性，是与测量结果紧密联系的一个参数。从词义上理解，测量不确定度是对测量结果的可靠性和怀疑程度或对不能确定的程度给予定量表达。按照统计学方法获得的分量称为A类不确定度，按其他方法获得的分量称为B类不确定度。

7：软测量方法被认为是最具吸引力和富有成效的新方法。软测量就是选择与被估计变量相关的一组可测变量，构造某种以可测变量为输入，被估计变量为输出的数学模型，用计算机软件实现重要过程变量的估计。软测量技术主要包括辅助变量的选择，输入数据的处理，软测量模型的建立和软测量模型的在线矫正等。

8：多传感器信息融合的基本原理。

答：多传感器信息融合的基本原理就像人脑综合处理信息一样，充分利用多传感器资源，通过对这些传感器及其观测信息的合理支配和使用，把传感器在空间和时间上的冗余或互补信息依据某种准则来进行组合，以获得被测对象的一致性解释或描述，使该传感器系统所提供的信息比它的各组成部分子集单独提供的信息更有优越性。

9：检测系统的静态指标和动态指标有哪些，如何进行测定

答：静态特性指标：1：灵敏度2：线性度3：分辨力4：迟滞5：重复性动态指标：1：微分方程2：传递函数3：频率响应函数4：一阶系统和二阶系统的特性静态特性测定：通常用实验测试的方法来获得实际检测系统的特性参数。即在规定的标准工作条件下，由高精度输入量发生器给出一系列数值已知的、准确的、不随时间变化的输入量Xj(j=1,2,...,n)，用高精度测量仪器测定被检测系统对应的输出量Yj(j=1,2…,n)，从而获得由Yj、Xj数值列出的数表。绘制曲线或求得数学表达式。表征被检测系统的输出量和输入量的关系，即为静态特性。动态特性测定：对检测系统动态特性的测定，应首先分析采用哪种输入信号作为系统的激励，然后考虑如何从系统的输出响应中提取出系统的动态参数。常用的动态特性测定方法有阶跃响应法和频率响应法。

10：智能仪器采用的强大软件优势实现检测系统的智能化，常见的智能化功能

答：非线性自校正，自校零与自校准，自动化量程切换，自补偿功能式最常见的智能化功能。11：简述煤矿安全监控系统的基本组成

答：煤矿监控系统一般有下列四个组成部分：①传感器和执行器，包括声光报警器、控制器、电源等。②信息传输装置，包括传输接口、分站、电缆、接线盒、电源等。③中心站或主站

的硬件，包括计算机及其外部设备，以及模拟盘、电源装置等辅助设备。④中心站在主站的计算机软件，包括应用程序、操作系统（或监控程序）及其存贮介质等。

12：试说出几个煤矿固定设备运行设备运行状态检测的主要参数，并简要论述其测试方法和传感器的作用。①温度监测，设备运行都有一定的温度范围，对设备及其零部件进行热检测，可以发现运行异常状况，常用的检测装置有温度计，双金属传感器，电阻传感器②润滑油监测，通过对润滑油和润滑油带出来的杂质进行检测可以发现油质状况和油内微粒情况，以此判断油质状况和设备运行状态，常用检测技术有油位表，磁性微粒收集器③振动监测，对振幅，频率进行直接测定，还可通过噪音测量来反应设备振动情况④电压，电流，电阻监测⑤液压系统压力监测

13：PID控制基本原理，PID控制参数Kp，Ti,TD对控制质量各有何影响

答：PID控制原理：PID控制是基于反馈理论的调节方式，它通过测量、比较获取偏差信号，并将偏差的比例（Proportion）、积分（Integral）、微分（Differential）通过线性组合构成控制量对被控对象进行调节其中：Kp—控制器比例系数Ti—控制器积分时间，既积分系数Td—控制器微分时间，既微分系数1比例（P）部分比例控制是一种最简单的控制方式，其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时，系统存在稳态误差（Steady-state-error） 2 积分（I）部分从积分部分的数学表达式可以知道，只要存在偏差，则它的控制作用就不断的增加；只有在偏差e(t )＝0 时，它的积分才能是一个常数，控制作用才是一个不会增加的常数。可见，积分部分可以消除系统的偏差。积分环节的调节作用虽然会消除静态误差，但也会降低系统的响应速度，增加系统的超调量。 3 微分（D）部分实际的控制系统除了希望消除静态误差外，还要求加快调节过程。在偏差出现的瞬间，或在偏差变化的瞬间，不但要对偏差量做出立即响应，而且要根据偏差的变化趋势预先给出适当的纠正。为了实现这一作用，可在PI 控制器的基础上加入微分环节，形成PID 控制器。微分环节的作用是阻止偏差的变化。

14：设计一个用于质量保证的智能化加工与检测系统，简述其工作原理，并画出系统框图。类似P32 34

15：什么是提升速度和提升速度图？简要说明速度图的测试方法

答：为了使提升机在既安全又经济的状态下进行工作，除了在提升系统中设置应有的安全保护装置外，还应对提升机在各种工况运行时的加速度和最大速度给予限制，实际运行的提升机都有依照上述规定及经济合理的条件下设计的运行速度图。速度图表示了提升机（容器）的运行速度随时间变化的规律。提升速度图的测试方法是：利用光线示波器拍摄测速发电机的电压变化规律。因为提升机在运行过程中测速发电机发出的电压与提升机的转数即提升容器的速度成正比。也就是说测速发电机的电压变化规律反映了提升容器的实际速度变化规律。

16：通风机需要检测的主要性能参数有哪些？利用所学知识设计风机性能测试系统，简要说明其测量原理及系统各部分的功能（画出系统框图）

答：风压（有静压、动压和全压）、风量（静压差法测定风量）、噪声（通风机在运行时发出的噪声）、功率、效率。风机性能测试（参考）：在不影响生产情况下，改变风机蝶阀角度调节矿井阻值与变频改变电源频率调整风机转速相结合，改变风机工况点，在不同工况点下测定风机的风压、风量、风机转速、电机输入功率等参数，绘制风机的工作性能曲线，对曲线进行分析即可。

17：矿井系统流量测试的传感器主要有哪几种？

答：电磁流量计：基于法拉第电磁感应定律，在具有一定电导率的流体流经测量管，感应出电动势E，利用E=KBDV即可显示流体流量；涡流流量计：涡流的旋转角度与流体流速成正比、超声波流量计：利用发射与接收的超声波时间差来测算流速，同时变送单元进行时间