智能检测理论与技术.ppt

青霉素发酵混合模型与仿真模型结果对比第61页,共66页，星期六，2024年，5月青霉素发酵混合模型与仿真模型结果对比第62页,共66页，星期六，2024年，5月2.5基于机理的智能检测第二章基于工艺机理的智能检测基于发酵过程机理模型的智能检测机理建模需要对发酵过程机理有深刻认识，虽然机理模型中各参数的物理意义明确，能给出生物参量和易测辅助变量的关系，然而，基于质能平衡、Monod型方程等所建立的“白箱”测量模型，因在发酵过程中菌体生长反应等理论处理上大为简化，导致模型不能反映微生物生长反应的真实性质，适应性差。第63页,共66页，星期六，2024年，5月2.5基于机理的智能检测第二章基于工艺机理的智能检测基于发酵过程机理模型的智能检测这些机理模型对特定生化过程来说，模型的检测系统稳定性较好，但所建模型简化、种类较多，因此其应用范围较窄，没有统一的工程方法。目前对微生物发酵过程仍缺乏足够的了解，很多未知微生物反应根本无法直接建模，因此直接建立有效的发酵过程机理模型难度较大。第64页,共66页，星期六，2024年，5月2.5基于机理的智能检测第二章基于工艺机理的智能检测基于机理的智能检测是工程中常用的方法，其特点是简单，工程背景清晰，便于实际应用。但应用效果依赖于对工艺机理的了解程度，因为这种智能检测方法是建立在对工艺机理深刻认识的基础上的，建模的难度较大。第65页,共66页，星期六，2024年，5月谢谢大家！祝同学们学习进步、学业有成！第66页,共66页，星期六，2024年，5月2.2检测系统的模型2.常用模型第二章基于工艺机理的智能检测零阶系统数学模型运动质量和阻尼可忽略，微分方程系数均为零。静态灵敏度或增益第29页,共66页，星期六，2024年，5月2.2检测系统的模型2.常用模型第二章基于工艺机理的智能检测零阶系统数学模型特点输出量跟踪输入量变化变化比例不变；无失真和延迟；运动质量和阻尼可忽略不计的装置与系统。适用装置与系统位移电位器、电容传感器、电子示波器。第30页,共66页，星期六，2024年，5月2.2检测系统的模型2.常用模型第二章基于工艺机理的智能检测一阶系统数学模型运动质量和阻尼不可忽略静态灵敏度或增益k系统时间常数第31页,共66页，星期六，2024年，5月2.2检测系统的模型2.常用模型第二章基于工艺机理的智能检测一阶系统数学模型特点有惯性、滞后；运动质量和阻尼不可忽略不计的装置与系统。适用装置与系统检测系统中质量不大、运动惯量小的装置或系统。液位温度计、双金属片热敏元件、应变片、细裸露热电偶、细铠装热电偶。第32页,共66页，星期六，2024年，5月2.2检测系统的模型2.常用模型第二章基于工艺机理的智能检测二阶系统数学模型时间常数、阻尼、质量和加速度较大。下式其归一化形式，其中k为增益，为系统的阻尼比，为系统固有频率。第33页,共66页，星期六，2024年，5月2.2检测系统的模型2.常用模型第二章基于工艺机理的智能检测二阶系统数学模型特点有惯性、滞后；运动质量和阻尼较大的装置与系统。适用装置与系统检测系统中质量和阻尼较大的装置或系统。大多数常用传感器：压电传感器、动圈仪表、惯性元件、弹性元件、保护套热电偶。第34页,共66页，星期六，2024年，5月2.3检测系统静态特性1.检测系统静态特性第二章基于工艺机理的智能检测静态特性静态特性又称“刻度特性”、“标准曲线”或者“校准曲线”。它是当被测对象处于静态，即输入为不随时间变化的恒定信号时，测量系统输入与输出之间呈现的关系：第35页,共66页，星期六，2024年，5月2.3检测系统静态特性1.检测系统静态特性第二章基于工艺机理的智能检测质量指标精度系统的精度反映测试结果与真值的接近程度，与误差大小相对应。真值来源为理论计算值、标准测量值或约定值等。精度可分为精密度、正确度和准确度（精确度）。测量值概率分布真值精密度高正确度高正确度高精密度低精密度高正确度低精密度低正确度低准确度最高准确度最低第36页,共66页，星期六，2024年，5月2.3检测系统静态特性1.检测系统静态特性第二章基于工艺机理的智能检测质量指标测量范围：是指测试装置能正常测