现代检测技术

　　《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：现代检测技术》主要介绍现代检测技术的基本原理、方法以及相应的应用技术。全书分为两篇。第1篇为基础篇，主要介绍现代传感技术、现代信息检测技术、现代检测技术中常用的各种基础理论、各种专门技术和方法，如现代信号处理技术、神经元网络、遗传算法、模糊集合理论、信息融合、软测量等。第2篇为应用篇，主要介绍现代检测技术在图像检测系统、气液两相流参数检测、复杂生产过程参数检测、变压器故障诊断等中的应用。《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：现代检测技术》可作为高等学校自动化、测控技术与仪器等相关专业高年级本科生、研究生教材，亦可满足相关学科研究生和工程技术人员的学习需要。

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第1篇 基础篇1.绪论 1.1 传统检测技术 1.1.1 检测技术的基本概念 1.1.2 测量误差 1.2 现代检测技术 1.2.1 现代检测技术的含义和特征 1.2.2 现代检测技术中常用的方法 思考题 参考文献2.先进传感技术 2.1 概述 2.2 新型传感效应 2.2.1 物理效应 2.2.2 化学效应 2.2.3 生物效应 2.3 新型传感材料 2.3.1 半导体敏感材料 2.3.2 陶瓷敏感材料 2.3.3 高分子材料 2.3.4 纳米材料 2.4 先进加工技术 2.4.1 薄膜加工技术 2.4.2 光刻技术 2.4.3 腐蚀加工技术 2.4.4 键合技术 2.4.5 X射线深层光刻电铸成型技术 思考题 参考文献3.信息论概述 3.1 概述 3.1.1 信息与信息技术 3.1.2 信息论基本概念 3.1.3 信息技术在现代检测中的应用 3.2 信息定量描述一——信息熵 3.2.1 离散信源模型 3.2.2 连续信源模型 3.2.3 信息与熵守恒定律 3.3 信息传输 3.3.1 信道 3.3.2 Shannon信道容量关系式 3.3.3 信道频率特性 3.3.4 信息检测及传输过程中的噪声干扰 3.3.5 噪声模型及信噪比最大信道 思考题 参考文献4.现代信号处理方法 4.1 随机过程的统计描述 4.1.1 随机过程的统计描述 4.1.2 随机过程的各态历经性 4.2 平稳随机过程的相关函数与功率谱分析 4.2.1 自相关函数的性质 4.2.2 相关系数与相关时间 4.2.3 随机过程的联合分布和互相关函数 4.2.4 相关函数的应用 4.2.5 功率谱估计与应用 4.3 随机信号的高阶谱分析 4.3.1 高阶累积量与高阶矩谱 4.3.2 累积量与双谱的性质 4.3.3 高阶谱的应用 4.4 非平稳信号处理方法 4.4.1 短时Fourier变换 4.4.2 小波变换法 4.4.3 Wigne-Ville分布 4.4.4 Hilbert-Huang变换方法 思考题 参考文献5.人工神经元网络 5.1 人工神经元网络 5.1.1 人工神经元 5.1.2 人工神经网络的分类及学习 5.2 BP神经网络原理与算法 5.2.1 BP神经网络原理 5.2.2 BP神经网络学习算法 5.2.3 BP神经网络小结 5.3 径向基函数神经网络 5.3.1 径向基函数神经网络结构 5.3.2 径向基函数神经网络计算 5.3.3 径向基函数神经网络学习算法 5.3.4 RBF神经网络在气液两相流流型识别中的应用 5.4 自组织神经网络 5.4.1 竞争学习原理 5.4.2 竞争型神经网络的学习规则 5.4.3 自组织特征映射网络原理 思考题 参考文献6.遗传算法 6.1 概述 6.2 遗传算法的理论基础 6.2.1 生物进化理论与遗传学基础 6.2.2 数学基础 6.3 基本遗传算法 6.3.1 构成要素和计算流程 6.3.2 染色体编码 6.3.3 个体适应度评价 6.3.4 遗传算子 6.3.5 运行参数 6.3.6 应用举例 6.4 遗传算法的发展与改进 6.4.1 分层遗传算法 6.4.2 变长度染色体遗传算法 6.4.3 自适应遗传算法 6.4.4 小生境遗传算法 6.4.5 混合遗传算法 6.4.6 并行遗传算法 6.5 遗传算法在检测技术中的应用 思考题· 参考文献7.专家系统 7.1 专家系统的概念 7.1.1 专家系统的功能 7.1.2 专家系统的特征 7.1.3 专家系统的分类 7.1.4 专家系统与一般计算机程序的区别 7.2 知识表达 7.2.1 知识的概念 7.2.2 知识表达的类型 7.3 推理机制 7.3.1 数据驱动控制策略 7.3.2 目标驱动控制策略 7.3.3 混合控制策略 7.4 专家系统的结构 7.4.1 知识库 7.4.2 推理机 7.4.3 动态数据库 7.4.4 解释机制 7.4.5 知识获取 7.4.6 人机界面 思考题 参考文献8.模糊集合论 8.1 概述 8.2 模糊集合及其运算 8.2.1 模糊集合的定义 8.2.2 模糊集合的基本关系和运算 8.2.3 模糊集合运算的基本性质 8.2.4 隶属度函数的建立 8.3 模糊关系 8.3.1 模糊关系的定义 8.3.2 模糊关系的运算 8.3.3 模糊关系的合成 8.4 模糊逻辑与模糊推理 8.4.1 模糊语言变量 8.4.2 模糊蕴含关系 8.4.3 单输入模糊推理 8.4.4 多输入模糊推理 8.4.5 多输入多规则模糊推理 8.5 解模糊化 思考题 参考文献9.信息融合 9.1 概述 9.2 信息融合的定义与模型 9.2.1 信息融合的定义 9.2.2 信息融合的模型 9.3 信息融合的层次与结构 9.3.1 信息融合的结构 9.3.2 信息融合的层次 9.4 信息融合的方法 9.4.1 概率统计法 9.4.2 逻辑推理法 9.4.3 人工智能法 思考题 参考文献10.软测量技术 10.1 概述 10.2 软仪表的一般设计方法 10.2.1 辅助变量的选择 10.2.2 测量数据的处理 10.2.3 软测量模型的分类 10.2.4 软测量模型的校正与维护 10.3 软测量建模技术 10.3.1 概述 10.3.2 基于回归分析的软测量技术 10.3.3 基于神经网络的软测量技术 10.4 软测量技术的应用 10.4.1 基于工艺机理分析的气力输送固相流量的软测量 10.4.2 基于回归分析的造纸过程成纸水分的软测量 思考题 参考文献第2篇 应用篇11.基于计算机视觉的检测技术 11.1 概述 11.2 计算机视觉基础 11.2.1 人类视觉 11.2.2 计算机视觉系统的结构 11.3 计算机视觉的有关理论 11.3.1 引言 11.3.2 Marr视觉计算理论 11.3.3 Gestalt感知组织理论 11.4 基于计算机视觉的检测系统 11.4.1 系统组成 11.4.2 硬件部分 11.4.3 软件部分 11.5 计算机视觉在检测技术中的应用 11.5.1 应用背景 11.5.2 检测系统 11.5.3 识别算法 11.5.4 应用情况 思考题 参考文献12.复杂工业过程碳化塔中关键参数的软测量技术 12.1 引言 12.2 碳化塔结构及反应机理 12.2.1 碳化塔的结构和工艺流程 12.2.2 碳化塔反应机理与软测量 12.3 碳化塔内温度预测技术 12.3.1 软测量模型辅助变量的选择与系统降维 12.3.2 现场数据的采集和预处理 12.3.3 三种模型的离线训练及训练结果比较 12.3.4 辅助变量对模型输出的影响分析 12.4 碳化转化率的软测量 12.4.1 碳化转化率的离线分析 12.4.2 模型的训练与校验 思考题 参考文献13.现代检测技术在两相流参数检测中的应用 13.1 气液两相流的流型及其识别方法 13.1.1 气液两相流的流型 13.1.2 气液两相流流型识别的传统方法 13.1.3 气液两相流流型的间接识别法 13.2 气液两相流空隙率与检测方法 13.2.1 空隙率的定义 13.2.2 空隙率的主要检测方法 13.2.3 基于HHT的空隙率检测方法 思考题 参考文献14.基于专家系统的故障诊断技术 14.1 变压器故障诊断专家系统总体设计 14.1.1 系统功能 14.1.2 实现过程 14.2 知识获取 14.2.1 变压器故障专家知识 14.2.2 变压器故障检测 14.2.3 变压器故障的综合判断方法 14.3 变压器故障诊断专家系统结构 14.4 知识库的设计 14.4.1 知识库结构和知识库管理系统设计 14.4.2 变压器故障诊断系统知识库设计 14.4.3 规则库设计 14.5 推理机的设计 14.5.1 基于案例的推理 14.5.2 基于规则的推理 14.5.3 综合推理 14.6 故障诊断专家系统的自学习 思考题 参考文献15.过程层析成像技术及其应用 15.1 概述 15.1.1 过程层析成像技术的发展历程 15.1.2 过程层析成像技术的特点及其构成 15.2 基本原理 15.3 过程层析成像技术在两相流参数测量中的应用 15.3.1 流型可视化 15.3.2 流型辨识 15.3.3 分相含率的测量思考题参考文献