本书系统详细地介绍了智能检测与控制技术的基本概念及基础知识。全书共分9章，内容包括智能检测与控制技术概述及应用、检测误差与数据处理、非电量检测、微弱信号检测、无损检测技术、信号的调理及处理、抗干扰技术、检测系统的可靠性技术、智能控制技术。本书注重科学性、系统性和实用性，在体现智能检测与控制技术基本体系的同时，充分反映了相关新技术、新器件的发展。

前言 智能检测与控制技术是计算机技术、传感器与检测技术、控制技术、电子技术、通信技术等多种技术相结合的产物，内容涉及较广泛，涵盖了传感器检测信号、信号的调理及分析处理、信息融合、系统抗干扰及可靠性、智能控制方法等内容，这使得智能检测与控制技术成为现代工业发展的推动力量之一。 本书共分9章。第1章介绍了智能检测与控制技术的基本概念及其应用。第2章介绍了检测误差与数据处理技术，主要包括检测误差的概念、随机误差的分析、系统误差的判别与消除、测量方法的分类、检测系统的基本特性等内容。第3章介绍了非电量检测的原理和方法，主要包括力、力矩和压力的测量，位移、物位和厚度的测量，速度、转速和加速度的测量，振动的测量，温度的测量，噪声的测量等。第4章介绍了微弱信号检测，主要包括微弱信号检测的基本概念及噪声、微弱信号检测方法、微弱信号检测技术。第5章介绍了无损检测技术，主要包括无损检测技术概述、超声波检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测、红外检测。第6章介绍了信号的调理及处理技术，包括信号调理电路和多传感器信息融合技术。第7章介绍了抗干扰技术，主要包括常见干扰源的分类及其耦合方式、常用抑制干扰的措施、电磁兼容技术、软件抗干扰技术。第8章介绍了检测系统的可靠性技术，主要包括可靠性技术的概念及其特征、可靠性设计技术、可靠性管理技术、可靠性试验技术及敏感元件及传感器的失效分析方法。第9章介绍了智能控制技术，主要包括智能控制的基本概念、模糊控制技术、神经网络控制技术、专家控制系统、学习控制系统、仿人智能控制技术。 本书由付华、徐耀松、王雨虹担任主编，王丹丹、卢万杰担任副主编。其中，第1章由付华执笔；第2章、第4章、第9章由徐耀松执笔；第3章、第5章、第6章由王雨虹执笔，第7章由王丹丹执笔；第8章由卢万杰执笔。全书的写作思路由付华教授提出，全书由付华和徐耀松统稿。此外，参编人员还有李文娟、孙璐、李海霞、李欣欣、刘娜、舒丹丹、马艳娟、赵东红和张胜强。在此，向对本书的完成给予热情帮助的同事一并表示衷心的感谢。 尽管我们为本书的编写付出了十分的心血和努力，但书中仍然存在一些疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正。 编者 2015年1月

目录 第1章绪论 1 1.1智能检测与控制技术概述 1 1.1.1检测技术 1 1.1.2智能的概念 2 1.1.3智能检测 2 1.1.4智能控制 3 1.1.5智能检测与控制系统的组成 4 1.2智能检测与控制技术的应用 4 1.2.1用于数据采集与处理 4 1.2.2用于生产控制 5 1.2.3用于生产调度管理 7 思考与练习 8 第2章检测误差与数据处理 9 2.1检测误差的概念 9 2.1.1检测误差的表示方法 9 2.1.2检测误差的分类 10 2.2随机误差 11 2.2.1随机误差及处理 11 2.2.2随机误差的正态分布规律 11 2.2.3真实值与算术平均值 12 2.2.4随机误差的估算 12 2.3系统误差 14 2.3.1系统误差的判别 14 2.3.2系统误差的消除 15 2.4粗大误差 15 2.4.1粗大误差的判别 15 2.4.2粗大误差坏值的舍弃 16 2.5不等精度直接测量的数据处理方法 16 2.5.1权的概念 17 2.5.2加权算术平均值 17 2.6间接测量的数据处理方法 17 2.6.1绝对误差和相对误差的合成 17 2.6.2标准差的合成 18 2.7检测系统的基本特性 19 2.7.1检测系统的静态特性 19 2.7.2检测系统的动态特性 21 思考与练习 25 第3章非电量检测 27 3.1力、力矩和压力的测量 27 3.1.1力的测量 27 3.1.2力矩的测量 28 3.1.3压力的测量 29 3.2位移、物位和厚度的测量 32 3.2.1位移的测量 32 3.2.2物位的测量 35 3.2.3厚度的测量 36 3.3速度、转速和加速度的测量 36 3.3.1速度与转速的测量 36 3.3.2加速度的测量 38 3.4振动的测量 39 3.4.1振动与振动的测量 39 3.4.2振动参量的测量 40 3.5温度的测量 41 3.5.1热电偶的工作原理 41 3.5.2热电阻的工作原理 43 3.6噪声的测量 45 3.6.1噪声测量的主要参数 45 3.6.2噪声的分析方法 45 3.6.3噪声的测量方法 46 思考与练习 47 第4章微弱信号检测 48 4.1微弱信号检测的基本概念及噪声 48 4.1.1微弱信号检测的基本概念 48 4.1.2噪声 48 4.2微弱信号检测方法 55 4.2.1微弱信号的时域检测方法 55 4.2.2微弱信号的频域检测方法 56 4.3微弱信号检测技术 57 4.3.1电容检测 57 4.3.2压阻检测 58 4.3.3压电检测 59 4.3.4隧道检测 60 4.3.5热流式检测 62 4.3.6谐振式检测 63 4.3.7光纤式检测 66 4.3.8混沌检测 68 思考与练习 72 第5章无损检测技术 73 5.1无损检测技术概述 73 5.1.1无损检测技术的概念及应用特点 73 5.1.2无损检测技术的发展 74 5.2超声波检测 76 5.2.1超声波检测简介 76 5.2.2超声场的特性 77 5.2.3超声波的传播 78 5.2.4超声波检测方法 81 5.2.5超声波探伤仪 82 5.2.6超声波检测的应用 85 5.3射线检测 87 5.3.1射线检测的物理基础 87 5.3.2射线通过物质的衰减规律 87 5.3.3X射线检测 89 5.3.4γ射线检测及中子射线检测简介 96 5.3.5射线的防护 96 5.4磁粉检测 97 5.4.1磁粉检测简介 97 5.4.2磁粉检测的物理基础 98 5.4.3磁化方法 102 5.4.４磁粉检测设备 105 5.4.5磁粉检测材料 108 5.4.6磁粉检测的应用 113 5.5渗透检测 115 5.5.1渗透检测简介 115 5.5.2渗透检测的相关知识 117 5.5.3渗透检测操作 123 5.5.4渗透检测设备 126 5.6涡流检测 128 5.6.1涡流检测的基本原理及涡流的趋肤效应 128 5.6.2涡流检测的阻抗分析法 130 5.6.3涡流检测装置 135 5.6.4涡流检测的应用 137 5.6.5涡流检测技术的新发展 139 5.7红外检测 139 5.7.1红外无损检测基础 139 5.7.2红外无损检测方法 143 5.7.3红外无损检测仪器 143 5.7.4红外无损检测的应用 144 5.7.5红外无损检测技术的发展 146 思考与练习 146 第6章信号的调理及处理 147 6.1信号调理电路 147 6.1.1信号放大电路 148 6.1.2信号滤波电路 152 6.1.3信号转换电路 156 6.1.4信号的非线性校正与补偿 167 6.1.5调制与解调 171 6.2多传感器信息融合 172 6.2.1信息融合的基本概念 172 6.2.2信息融合的基本原理 174 思考与练习 176 第7章抗干扰技术 178 7.1常见干扰源分析 178 7.1.1干扰的定义及来源 178 7.1.2干扰的类型 179 7.1.3干扰信号的耦合方式 180 7.2常用的抑制干扰措施 181 7.2.1屏蔽抗干扰技术 181 7.2.2隔离抗干扰技术 182 7.2.3接地抗干扰技术 184 7.3电磁兼容 185 7.3.1电磁兼容性的含义 185 7.3.2电磁兼容性设计 185 7.3.3电磁干扰滤波器 189 7.3.4抑制开关电源中的电磁干扰 191 7.3.5计算机系统中的电磁兼容技术 195 7.4软件抗干扰措施 196 7.4.1数字滤波技术 196 7.4.2指令冗余技术 197 7.4.3软件陷阱技术 197 7.4.4程序运行监视系统 198 思考与练习 199 第8章检测系统的可靠性技术 200 8.1可靠性技术基础 200 8.1.1可靠性的定义及其特点 200 8.1.2可靠性特征量 201 8.2可靠性设计 209 8.2.1可靠性设计的重要性 209 8.2.2可靠性设计的程序和原则 209 8.2.3系统的可靠性框图模型及计算 210 8.3可靠性管理 217 8.3.1可靠性管理的意义及特点 217 8.3.2可靠性标准、情报与保证 218 8.3.3可靠性管理的实施 218 8.4可靠性试验 220 8.4.1环境试验概述 220 8.4.2可靠性试验实例 222 8.5敏感元件及传感器的失效分析 224 8.5.1失效分析概述 224 8.5.2失效分析方法 226 思考与练习 230 第9章智能控制技术 231 9.1概述 231 9.1.1智能控制的产生与发展 231 9.1.2智能控制的定义 232 9.1.3智能控制的特点 232 9.1.4智能控制器的设计特点和一般结构 232 9.2模糊控制 233 9.2.1模糊控制概况 233 9.2.2模糊控制的理论及特点 234 9.2.3模糊控制的原理 234 9.2.4模糊控制系统的工作原理 235 9.3神经网络控制 235 9.3.1神经网络控制概述 235 9.3.2生物神经元模型 236 9.3.3人工神经元模型 237 9.3.4人工神经网络模型 239 9.3.5人工神经网络的学习方法 240 9.3.6前馈型神经网络 242 9.3.7反馈型神经网络 245 9.4专家控制系统 249 9.4.1专家系统概述 249 9.4.2专家控制系统的特点和工作原理 255 9.4.3建造专家系统的步骤及专家控制器的设计原则 257 9.5学习控制系统 260 9.5.1研究学习控制系统的意义 260 9.5.2学习控制系统的发展 260 9.5.3学习控制系统的定义 261 9.5.4学习控制系统的方案 261 9.5.5基于模式识别的学习控制 262 9.5.6迭代学习控制 262 9.5.7重复学习控制 262 9.5.8基于神经网络的学习控制 263 9.6仿人智能控制 263 9.6.1仿人控制的原理 263 9.6.2仿人控制的原型算法 264 9.6.3仿人控制器的智能属性与设计依据 265 思考与练习 266 参考文献 267