多传感器数据融合和Fuzzy控制技术在恒温供水中的应用

在恒温供水系统温度检测中采用多传感器数据融合技术,经过分批估计后得到不受个别传感器失效影响的温度融合结果,以提高温度测量的可靠性;利用Fuzzy控制技术对融合结果进行建模,获得模糊控制查询表,据此表控制加热单元,实现恒温供水中温度的精确控制.试验证明控制曲线的温度超调量和达到控制温度所需时间明显优于传统的PID控制.     

基于RBF网络的变风量空调送风量软测量研究

房间温度控制是变风量空调系统的重要控制环节之一,而对房间温度进行控制就需要通过末端风阀控制送风量;首先介绍了软测量技术以及RBF神经网络的原理,其次根据以上两种理论,结合影响房间送风量最重要的两个因素:风机变频器控制信号和末端风阀开度,对送风量进行软测量研究;最后,运用MATLAB的神经网络工具箱函数建立软测量模型,对其进行了仿真;仿真结果表明,RBF神经网络相比BP网络其送风量软测量模型具有更高的准确度;因此,在变风量空调运行的过程中,可以利用软测量技术动态监测风量传感器的运行状况,并实现传感器故障状态下对送风量参数的估计.     

pH传感器温度补偿模型研究

水质pH值在线监测对提高水产品健康养殖至关重要,本文将无线传感器网络与pH值传感器相集成,设计了pH值监测的无线传感器网络系统。为克服pH值测量过程中温度对测量结果的影响,提出了一种pH传感器温度补偿模型,该模型通过pH传感器和PT100铂电阻温度传感器分别测量溶液的pH值和温度,利用最小二乘法对pH值和电压进行线性分析,建立pH传感器的温度补偿模型。实验结果表明,该补偿模型测量精度高,能够实现较精确的pH值在线监测。     

基于改进Elman网络的软测量建模方法

针对静态前馈网络和Elman网络在软测量建模中的不足,提出了一种新的改进的Elman网络模型,并将此模型应用于精馏塔出口成分含量的软测量建模中。实验模拟结果表明：改进的Elman网络模型具有更高的预测精度和较快的收敛速度,能够更好地实现精馏塔出口成分含量的软测量建模,为进一步实现产品质量控制提供了保证。     

光纤法-布应变传感器在桥梁状态监测中的应用

光纤法-布(F-P)应变传感器具有稳定性好、精度高、抗电磁干扰能力强等特点,在桥梁结构状态监测中得到日益广泛的应用.介绍了F-P应变传感器的基本原理、结构及系统,并将该系统实际应用于大桥结构状态监测中.测量结果表明:光纤F-P应变传感器的测量数据能够有效地反映桥梁结构混凝土内部受温度影响的应变变化,测量系统运行正常有效.     

一种改进可穿戴设备的血氧测量精度的传感器设计与验证

改进智能穿戴设备上传感器的数据采集方法,以及血氧测量和数据处理的方法,找到在动态测量过程中血氧数据更加精确的测量计算方法.修正现有算法分析模型,提取典型测量数据,设计新的变量标值,分析比较动态变化后的数据相关性,建立原始数据和输出动态血氧数据之间的关系变化模型,通过多人动态变化场景的数据采集实验验证了该方法的有效和精确.结果表明结合硬件设计、反射波长选择,通过血氧饱和度数值的动态变化反应血液中供氧情况,提出一个新的转换关系算法模型,得到精确度达到99％的血氧数据是非常实用和有效可行的方法.改进传统的投射式脉搏波血氧饱和度检测的算法模型到反射式脉搏波血氧饱和度的检测方式,提升其在智能穿戴设备上监测的血氧动态监测精度,该方法得到的数据对判定人体的健康状态和疾病类型非常有帮助.     

基于匹配滤波解调的光纤光栅振动传感器研究

采用双悬臂梁结构,研制了基于匹配滤波解调的光纤光栅振动传感器,可通过悬臂梁对匹配光栅静态工作点进行精确调整.该传感器集振动传感和动态波长解调于一体,并具有温度补偿功能.对传感器的工作原理进行了理论分析,通过与压电式加速度传感器进行的比较实验,得到了一致的实验测量结果.     

采用双高分子薄膜电容式湿度传感器补偿的低湿区露点测量的研究

介绍一种采用两个高分子薄膜湿度传感器来实现温度补偿的低湿区露点仪,把其中一个传感器封装于干燥气体中,另外一个传感器处于待测环境中,通过相同的Ｃ／Ｆ变换电路后,经Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｐ８７ＬＰＣ７６４单片机测频,再由软件进行内部差频、曲线拟合等多种手段处理,得到温度补偿后的测量数据,以达到采用简单设备、低成本的传感器而快速测量低露点的目的,本文以实验数据、过程为基础,对高分子薄膜湿度传感器应用特点、温度     

污水处理过程出水水质多模型在线软测量方法

针对污水处理过程出水水质参数难以在线监测的问题,提出了一种多模型在线软测量方法。该方法根据污水处理过程中实时工况数据具有聚类和迁移属性的特点,利用在线减法聚类算法将实时工况数据样本进行划分,并根据实时工况数据在样本空间中的分布,采用模糊策略将相应子空间的实时工况数据分配给不同的子模型进行学习,最后通过动态集成各子模型的输出而得到最终软测量结果。以某污水处理厂实际运行数据对污水处理过程出水水质氨氮进行预测,实验结果表明,该方法确实能够以实时工况数据为驱动自组织构建多模型软测量模型,且用该方法构建出的多模型软测量模型无论在建模精度、建模速度以及跟踪实时工况的能力等方面都有所提高。     

基于软测量的钢坏内部温度场分布研究

由于目前测试技术的限制,在生产过程中对钢坯内部温度的检测比较困难,为了获得钢坯内部的温度,一些研究人员尝试通过数学模型的方法实现钢坯内部温度分布的软测量模型.本文以步进式加热炉中钢坯温度场分布为应用背景,提出了利用机理建模的方法来实现钢坯内部温度场分布的软测量模型,并且对典型工况进行了仿真,结果表明测量精度完全符合工业应用要求.     

基于ARM的移动机器人测距传感器设计

为实现移动机器人安全避障,设计了一种基于S3C44BOX微控制器的8路超声波测距系统.具体介绍了该超声波测距传感器的软、硬件设计及工作原理.系统利用ARM外围丰富的I/O接口和内部定时器精确控制选通开关芯片CD4066的使能端,以消除多路超声波传感器之间回波干扰和直接串扰的问题,并采用最小二乘法对测量数据进行了分析和修正.实验研究结果表明,该系统具有良好的测距性能.     

车辆动态称重模型建立与分析

利用ADAMS对便携式轴重仪的动态称重系统建模并验证模型的可靠性.首先根据实际称重传感器结构和建模原理进行建模,控制单一变量仿真称重过程,得到不同速度、重量下的仿真称重数据.然后利用相同参数的便携称重系统实现实际测量,并与相同条件下仿真结果比较分析.实验结果表明,在30 km/h以下,仿真数值与实测数值相差不超过5％,验证了动态称重模型可靠性,为仿真数据取代现场实测提供可行性,为今后称重信号补偿奠定了理论基础.     

烟叶复烤区温度与排潮率的解耦控制仿真研究

烟叶复烤是香烟生产中的一个重要的环节,复烤过程中温度、水分直接影响了复烤后的烟叶指标和后续烟叶的制丝、打包等工序,复烤干燥区是一个复杂多变量强耦合系统。为了获得较好的控制效果,针对云南某复烤厂仅控制温度而未考虑与湿度的耦合性,并且其控制效果不佳的问题,通过采集大量现场数据,在获得干燥区排潮率软测量模型和温湿度动态模型的基础上,采用前馈解耦控制方法进行了干燥区温度与排潮率的控制仿真研究。仿真研究结果表明,干燥区温度与排潮率的前馈解耦控制与未解耦PID控制相比,具有较好的控制效果。     

轮胎加速度传感器的汽车制动性能监测分析

以加速度传感器为基础,提出了一种新型的动态汽车制动性能监测方案。通过安装在汽车轮胎内部的加速度传感器,获取轮胎的离心力,并进行数据换算得到轮胎的制动力,以非接触方式向驾驶台传送信号,根据4个轮胎的制动力信号,就可以进行汽车制动性能的监测。对传感器信号的特征、制动性能的转换关系等作了前期M atlab仿真分析,为后续动态汽车制动性能监测系统的实现提供了理论依据。     

基于软测量的钢坯内部温度场分布研究

由于目前测试技术的限制，在生产过程中对钢坯内部温度的检测比较困难，为了获得钢坯内部的温度，一些研究人员尝试通过数学模型的方法实现钢坯内部温度分布的软测量模型。本文以步进式加热炉中钢坯温度场分布为应用背景，提出了利用机理建模的方法来实现钢坯内部温度场分布的软测量模型，并且对典型工况进行了仿真，结果表明测量精度完全符合工业应用要求。     

QR分解与GLS改进算法在压力传感器动态性能改善中的应用

将矩形矩阵的正交（QR）分解和改进的最小二乘（GLS）算法相结合,实现传感器的动态建模,运用零极点配置理论改善传感器动态性能。利用传感器动态校准实验数据,首先构造矩形数据矩阵并对矩阵进行正交分解确定传感器模型阶次,继而利用改进的最小二乘算法建立传感器的数学模型,而后运用零极点理论对模型零极点进行重新配置改善传感器的动态性能。实验结果表明：该方法简洁,建模精度高,能够较准确得到反映传感器动态特性的数学模型,且基于该方法的传感器动态性能改善效果明显。     

基于单总线的智能多点测温系统设计

介绍了测温系统的组成,采用单片机对温度传感器进行控制和数据传输,温度信号采集由智能传感器DS18B20完成。根据单总线独特的优点,可以让用户方便地组建传感器网络。多点温度数据可同时通过LCD显示实现图文的效果。该系统测量温度准确、工作稳定,可应用于核设备、工业现场和医学等领域,能实现可靠的多点、动态的温度监控。     

基于AFSA-MVRVM的MTO反应过程双烯收率软测量

针对采用关联向量机进行软测量建模所存在的多输出建模问题,提出了一种鱼群优化算法(AFSA)—多输出关联向量机(MVRVM)软测量建模方法。通过加权组合全局性Poly核函数和局部性Gauss核函数,形成混合核函数多输出关联向量机模型,有效融合多特征数据信息;然后采用鱼群优化算法对多输出关联向量机模型的相关核参数进行优化,以进一步改善模型的输出精度和稳定性。将该建模方法应用于甲醇制烯烃生产过程(MTO)反应器出口乙烯和丙烯(简称双烯)收率软测量研究中,结果表明:采用该建模方法所建立的软测量模型能有效预测双烯收率变化,具有较高的预测精度和稳定性,这可为复杂化工过程多参数监测与控制提供有力的技术方法支持。     

一种基于智能终端的温度/振动点检系统设计

工业设备在故障发生前通常伴随着异常振动或者局部超阈值高温，针对机械设备重要环节实施振动、温度监测对机械设备安全可靠运行和故障预警具有重要意义。鉴于当前设备状态点检系统自动化程度低、数据汇总滞后等问题，提出一种基于智能终端的温度/振动点检系统。系统由状态监测层、点检终端层和数据汇总层组成。状态监测层基于红外温度传感器和ICP型加速度传感器设计了便携式状态监测节点；点检终端层以Android系统为开发平台设计了终端软件，软件功能包括：数据曲线绘制、阈值报警、历史数据查看和数据统计参量获取等；数据汇总层利用Java和MySQL设计实现了数据库服务器。系统验证实验结果表明：状态监测节点加速度、温度测量准确，相比于标准测量系统，本系统加速度测量最大相对误差为0.21%，终端软件和数据库服务器运行正常，符合预期设计目标。     

基于多传感器融合技术的水温控制系统研究

在水温控制系统中,由于水箱内加热温度场的不均匀性,采用单一传感器不能准确反映被测系统的温度,并且测量结果易受外界噪声干扰。针对这一问题,利用多传感器信息融合技术对多个温度传感器采集的结果进行融合以得到精确而可靠的温度信息,以PC机和数据采集卡为基础硬件平台,LabVIEW为软件开发平台,采用PID控制算法,实现水温的精确控制。实验结果表明,采用多传感器融合算法能够有效地提高水温控制的精度和可靠性。