Ⅰ 何謂物理可實現系統,他應該具有什麼性質
就是說數學上是成立的函數,但是在實際運用中會出現問題,例如穩定性,
假如對以個機械臂來說,你要使他的端點進行以個關於時間T的軌跡變化,也許可行,但是他的速度或者加速度的突變非常大,在實際中有可能使機械損害,甚至不能實現
響應只和過去的事件有關,就叫做因果。
比如人口預測,用Leslie模型方法,就是非因果的。此外,氣象預測,股票分析也常常有非因果系統。
因果性,只在系統的自變數是時間的情況下才比較重要。
信號處理時,待處理的時間信號被保存下來,利用後一時刻的輸入決定前一時刻的輸出,就是非因果系統。
Ⅱ ERT系統是什麼概念
兩相流(或多相流)是一種廣泛存在的混合流動模式。隨著工業生產水平的不斷提高,對兩相流參數進行測量的需要也越來越迫切,有關的研究受到國內外專家的普遍重視。近年來發展起來的過程層析成象(Process Tomography,簡稱PT)技術是一種非常有潛力的兩相流/或多相流檢測手段[1,2].既可以利用它可視化測量的優勢進行在線監測,觀察流型,計算相含率,也有可能從它的直接測量信號中提取流型、相含率等信息。
電阻層析成象(Electrical Resistance Tomography,簡稱ERT)技術是PT技術中的一種,ERT適用於兩相流中的液相連續相的生產過程,如液-氣泡混合過程、液固混合過程、旋渦分離過程以及化學反應過程等,對這些過程的分析研究或者在線定性/定量監測與控制等,ERT技術提供了一種高效、低成本的多維測量手段,是一種先進的高新檢測技術,具有廣闊的開發和應用前景。
1 ERT技術的基本原理
ERT的所有理論都建立在似穩場假設的基礎上。在電磁場理論中,似穩場滿足麥克斯韋微分方程組[3].似穩場遵循靜態場的規律,即矢位A和電位分別滿足Poisson方程和Laplace方程。ERT系統敏感場滿足第三類的穩場條件,可以用靜態場的理論來描述和求解。
ERT的實質就是運用一個物理可實現系統完成對被測物場特性分布f(r,)的雷登變換與雷登逆變換。系統的工作過程就是根據特殊設計的敏感器陣列獲得的物場信息(邊界測量電壓),去求取物場內部的電壓分布——投影數據,再採用定性/定量的圖象重建演算法求出被測物場的圖象(電導分布信息),進而從重建圖象信息中提取物場的特徵參數,為過程檢測和控制提供依據。
2 ERT的系統構成
由於不同媒質具有不同的電導率(電阻率的倒數),求出敏感場的電導率分布便可獲得物場的媒質分布信息。因此其工作方式採用電流激勵、電壓測量。當場內電導率分布變化時,電流場的分布會隨之變化,導致場內電勢分布變化,從而場域邊界上的測量電壓也要發生變化。利用邊界上的測量電壓,通過一定的成象演算法,可以重建出場內的電導率分布或反映電導率分布情況的灰度分布,實現可視化測量。
典型的ERT系統包括用於激勵測量的電極陣列、數據採集與處理單元、圖象分析單元。如圖1所示。
圖1 典型ERT系統的構成
ERT系統的電極陣列由特殊設計的電極等間隔排布,控制單元(計算機)向數據採集單元發出指令,給某一對電極施加激勵電流,在過程對象內部建立起敏感場。測量邊界上的電壓信號,將得到的測量數據送圖象重建單元,以適當的演算法重建出對象內部的電導率分布,從而得到媒質分布圖象(二維或三維)。最後送圖象分析單元,對圖象的物理意義加以解釋,提取有關的特徵參數,為過程式控制制或實驗研究提供必要的依據。
3 ERT技術特點
同其它PT技術相比,ERT技術具有以下特點:
(1)被檢測物場的連續相必須具有一定的導電性,一般必須是含有水的生產過程。
(2)敏感陣列為非侵入式,由一系列等間隔排布的電極構成。敏感陣列的設計對於敏感場的性能有直接的影響。電極的設計、排布以及電極的性能是整個系統至關重要的一部分。
(3)敏感場的激勵信號為低頻的交流恆流源。激勵信號的頻率范圍一般選用千到幾數萬赫茲。頻率過低容易引起電極的電化學反應,尤其對電解質溶液、腐蝕性溶液等等。頻率過高,電磁場感應及分布阻抗等會帶來很強的測量雜訊。
(4)檢測信號為弱的交流電壓信號或其微小變化,要求測量電路必須具有高的靈敏度和信噪比。
(5)敏感場存在軟場(soft-field)效應。敏感場分布要受到場內媒質(物場)分布的影響,敏感場與物場的相互作用為非線形,導致圖象重建和圖象分析的困難。
(6)設計敏感電極陣列時,必須考慮電極陣列所形成的空間敏感場的非均勻性的影響,應盡可能使其靈敏度均勻性好。
4 ERT技術的研究現狀
作為PT技術的一個重要分支,目前ERT技術的研究主要集中在以下幾個方面:敏感電極陣列的優化設計,硬體電路性能的提高,圖象重建演算法的改進,應用性的開發等等。世界上從事過程ERT研究的以英國UMIST的PT小組較為領先,已經在攪拌器和旋流器[4]等實驗裝置上進行了應用研究,並開發出應用於金屬容器的ERT系統[5].美國的Rensselaer Polytechnic Institute的Jones等人也在從事ERT技術應用於多相流檢測的研究。美國University of Arizona的D.J.LaBrecque等人將ERT應用於環境監測與整治的研究。美國Lancaster University的Andrew Binley等人用ERT方法分析土壤和岩石的成分。中國的天津大學徐苓安教授領導的PT小組著手開發的ERT技術為核心的在線監測系統,應用於精餾塔的實時觀測。浙江工學院開發出應用於土壤環境監測的大范圍ERT系統;北京航空航天大學、東北大學也相繼著手於成象演算法、應用性的ERT系統的研究方面作了一些工作。
當前國際上ERT技術在硬體電路方面已達到很高的指標,英國UMIST的ERT系統靈敏度可達4.88μV,共模抑制比為-70dB[6].成象演算法方面也從定性研究進入到定量的MNR(牛頓-拉夫遜)演算法,但這一演算法需要高精度的場模型及高精度的測量數據,尚未實際應用。目前還沒有關於ERT敏感場空間分布的定量認識。
5 ERT技術必須解決的問題及ERT技術展望
為實現定量測量並達到一定的精度,要求ERT系統能夠提供高精度的重建圖象,並能對重建圖象的物理意義予以准確解釋,如獲得各種媒質准確的大小、形狀、位置等詳細的信息,以為過程式控制制提供依據,要求ERT技術的研究應在以下幾個方面作出努力:①為ERT系統提供被測對象信息的硬體系統必須准確可靠,這就要求感測器材料的選擇、加工的精度、數據採集系統的穩定性、精度等盡可能滿足要求;②敏感場分布特性的認識和改進,盡可能改善敏感場靈敏度分布的均勻性。實際上ERT系統的敏感場是三維非均勻分布的,簡單地用二維場近似的分析實際的三維場勢必要引起誤差。改進敏感電極陣列的設計使其靈敏度均勻性好,以改善敏感場的空間分布,使其具有二維場的分布特性;或是基於三維場描述敏感場特性研究媒質分布、重建圖象演算法及對圖象的解釋等等。③高質量的圖象重建演算法及圖象物理意義解釋演算法的開發也很重要。圖象重建演算法主要是演算法收斂性的改進和實時性的提高等方面
Ⅲ 2.物理學中所謂的系統指的是什麼東西,一個物體能
系統是指相互作用,相互關聯的若干個體依照一定的規律構成的整體。例如研究若干質點間的相互作用時,可以把他們看成一個系統。
Ⅳ 信號與系統中,什麼是物理可實現系統
系統輸出不能由未來的輸入決定
不是,t=0的輸出由t=2的輸入決定,即輸出由未來輸入狀態決定,不可實現
Ⅳ 物理可實現性是什麼意思
物理學的可操作性。
物理(Wùlǐ),漢語詞語,指事物的內在規律或道理,也指一門自然學科。可實現性即可操作性,也就是可計算性computability。因此物理可實現性意思是物理學的可操作性。
Ⅵ 在機械控制工程中,傳遞函數的定義是什麼一個物理可實現的系統,其傳遞函數有什麼特徵
線性定常控制系統,當初始條件為零時,系統輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比稱為系的傳遞函數。
Ⅶ 在物理學中什麼叫系統
經典物理中的系統可以理解為在一定研究范疇之內相互作用而組成的具有一定結構的整體.參考系就術語而言多用於力學描述.與系統有別,熱學、電磁學中都有系統.如熱學中的開放系統、封閉系統、孤立系統.
Ⅷ 信號與系統中,什麼是物理可實現系統
說數立函數實際運用現問題例穩定性 假機械臂說要使端點進行關於間T軌跡變化許行速度或者加速度突變非實際能使機械損害
Ⅸ 到底什麼叫物理可實現
我記得拉普拉斯變換裡面分子階次要小於分母 ,系統才是穩定的,可用的,你記錯了