非线性自校正
1 非线性自校正
一 传感器非线性校正原因
智能仪表的模拟输入通道一般由传感器、前置放大电路、有源滤波器、采样保持电路(S/H)、A/D转换器和微机系统等电路组成。传感器非线性的产生是生产过程中敏感芯片在工艺上处理不当造成的,为提高精度对其进行非线性的线性化校正在许多测试计量场合中是十分必要的。由于电子元器件性能参数的离散性、稳定性和温度敏感性等问题，目前还得不到根本的解决。因此，从传感器到A/D 转换之间的任何一个环节都存在非线性的问题，使得A/D转换值n与被测量x不成线性关系，即n≠ax+b(a、b为常数)。如果不解决这种非线性问题，将会严重影响智能仪表的测量精度。这里我们只讨论传感器的非线性校正方法。传感器就是一种以一定的精确度将被测物理量(如位移、力、加速度等)转换为与之有确定对应关系的、易于精确处理和测量的某种物理量的测量部件或装置。狭义地定义为:能把外界非电信号转换成电信号输出的机器或装置。传感器的作用就是把光、声音、温度等各种物理量转换为电子电路能处理的电压或电流信号。理想传感器的输入物理量与转换信号量呈线性关系,线性度越高,则传感器的精度越高,反之,传感器的精度越低。在自动检测系统中,我们总是期望系统的输出与输入之间为线性关系,但在工程实践中,大多数传感器的特性曲线都存在一定的非线性度(有时又称为线性度与积分线性度)误差,另外,非电量转化电路也会出现一定的非线性。传感器非线性特性产生的原因从传感器的变换原理可以看出,利用各类传感器把物理量转换成电量时,大多数传感器的输出电量与被测物理量之间的关系都存在一定的非线性,这是数据采集系统产生非线性特性的主要原因,其次是变换电路的非线性,现分别叙述如下:
1.1传感器变换原理的非线性。
如用热敏电阻测量,热敏电阻Rt与t的关系是：
Rt=A・exp(B/T) （1）
式中,T=273+t,t为摄氏温度;A,B均为与材料有关的常数,显然Rt与t呈非线性。
1.2转换电路的非线性。
如电桥,电桥是将电路参数(L,R,C)的变化转换成电压或电流输出的一种测量电路。电桥在单臂工作时(Z1=Z2=Z3=Z4,Zi=∞),输出电压U0为
UZU)2(2ZZ0 （2）
该式表明△Z与U0关系是非线性的。很多近似线性关系的转换电路,都是相对于一定精度与范围而言的,因此为了提高系统的测量精度,保证系统的线性输出,必须对系统进行线性化处理,也就是非线性的线性化校正。
二 线性校正方法
非线性校正方法分别从硬件和软件两方面给出了校正的方法,并对硬件、软件校正的优缺点做出了总结，即非线性的线性化校正采用何种方法,要根据实际应用的要求来确定。
2.1 用硬件电路实现非线性特性线性化。主要有以下几种：
2.1.1敏感元件特性的线性化。
敏感元件是非电量检测的感受元件,它的非线性对后级影响很大,我们应尽量使它线性化,如式(1)中,热敏电阻Rt与t呈非线性关系,我们可以采用一个附加线性电阻与热敏电阻并联,所形成的并联等效电阻Rp与t有近似线性关系,如图1,Rp的整段曲线呈S形。电路并联的电阻R可由(4)式确定。
ttPRRRRR* （3）
2 BCACACABRRRRRRRRR22)( （4）
图1 并联等效电阻曲线
其中RA、RB、RC是热敏电阻在低温,中温和高温下的电阻值。
2.1.2 选择与被测量呈线性函数关系的量作为测量装置输出量
例如采用电容传感器时,极板的位移和电容量之间成非线性函数关系见式(5),然而如果采用容抗Xc=1/ωC作为传感器的输出,则Xc与被测量位移成线性关系了,Xc可称为“校正函数”。
ddSC
(5)
SddXC (6)
2.1.3 折线逼近法
将传感器的特性曲线用连续有限的直线来代替,然后根据各转折点和各段直线来设计硬件电路,这就是最常用折线逼近法。转折点越多,各段直线就越逼近曲线,精度也就越高,但太多了就会因为线路本身误差而影响精度,所以转折点的选取与要求的精度和线路有密切的联系,在实际应用中,应采取具体问题具体分析的办法。
此外,采用硬件方法校正中还有抛物线逼近法、线性提升法、测量桥电路线性化等等。
总之,硬件方法校正,因为其本身需要采用较多的硬件电路,在实际中做到完全校正是很困难的。随着计算机技术的广泛应用,特别是单片机的迅速发展,在数据采集系统中用软件(程序)进行非线性校正得到了越来越广泛的应用。
2.2用软件方法实现传感器的非线性校正
采用软件方法进行非线性补偿,其方法有3种:计算法、查表法和插值法。
2.2.1计算法
计算法就是在软件中编制一段数学表达式的计算程序。当输出信号与传感器的参数之间有确定的数学表达式的时候,就可以采用计算法进行非线性补偿。当被测参数经过采样、滤波后,直接进入计算程序进行计算,计算后的数字即为经过线性化处理的输出参数。在工程中,被测参数和输出电压常常是一组测定的数据,这时,如采用计算法进行线性化处理,则可应用数学上曲线拟合的方法得出误差最小的近似表达式。常用拟合直线法有：
3 （1）理论直线法
如图2(a)所示,以传感器的理论特性作为拟合直线,它与实际测试值无关。优点是简单、方便,但通常Lm很大。
（2）端点线法
如图2(b)所示,以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线,这种方法也很简便,但lm也很大。
（3）端点平移法
以传感器校准曲线两端点间的连线平移所得的直线作拟合直线,该直线能保证传感器正方向校准曲线对它的正、负偏差相等并且最小,如图2(c)所示。
（4）最小二乘法
这种方法按最小二乘法原理求取拟合直线,该直线能保证传感器校准数的残差平方和最小。
图2 不同的拟合方法
当计算公式涉及到三角函数、对数、指数和微积分运算的时候,某些参数计算非常复杂,程序编制起来比较麻烦,用计算法计算程序冗长而又费时,鉴于计算法的这个弊端,在此时我们可以采用查表法。
2.2.2查表法
查表法也就是根据A/D的转换精度要求把测量范围内参数划分成若干等分点,然后由小到大按顺序计算出这些等分点相对应的输出数值,这些等分点和其对应的输出的数据就组成了一张表,把这张数据表存放在存贮区中。软件处理方法是在程序中编制一个查表程序,当被测参数经过采样等转换后,通过查表程序直接从数据表中查出相对应的输出参数值。
图3 表格划分
表1 表格划分的对应取值表
如图3与表1所示,压力P(0—20MPa),电压V(200—2200mV)ΔP为步长,n为点数
4 (n=Pmax/ΔP),即存储长度。建表方法是P以0压力为基址,点数n为长度,每个压力点的压力值都是等步长ΔP的整数倍,每个压力点与对应的电压值组成一对数据,一共有(n+1)个这样的数据对,将其制成一个表格,以便查询。显然,n越大,精度越高,比如,取n值为2000,则ΔP=Pmax/n=0.01(MPa/mV),但是表格制作比较麻烦,查表比较费时间,而且数据表格要占用相当多的内存;如果n值太小,比如n值为20,则ΔP=Pmax/n=1(MPa/mV),精度就难以达到要求,表格很容易失去作用。所以在制作表格时,n的值要根据实际应用情况来确定。另外,在一种测试环境下制作的表格,在另一种环境下不一定能够适应,如温度的变化,关键是抑制温漂。
2.2.3 插值法
实际使用时,可以把计算法和查表法结合起来,形成插值法。插值法就是在传感器X—Y特性曲线中,把输入量X分成N个均匀的区间,这样每个区间的端点Xk都对应一个输出Yk,把这些(Xk,Yk)编制成表格存贮起来。实际的检测值一定会落在某个区间(Xk,Xk+1)内,线性插值就是用直线段近似代替区间里的实际曲线,通过近似公式计算出Yi。所以线性插值法又叫折线法。以图3为例,通过(P1,V1),(P2,V2)两点的直线近似代替原特性。显而易见,通过这两点的直线的斜率是
1212PPVVPVK (7)
Vx的计算表达式为
1212111)(PPVVVPPKVVXx （8）
根据表1，查的V1、V2以及P1、P2的值，带入（8）式，求的Vx。
实际使用线性插值时,线性化的精度由折线的段数决定。段数越多,精度和准确度越好,但是表格存贮的容量也就越大,一般分成16到32段折线,对于分段的等分与不等分要根据传感器特性的具体情况来决定。
总之线性化校正的价值在于提高精度,提高传感器的生产成品率。由上,我们可以看出用软件进行线性化处理,不论采用哪种方法,都要花费一定的程序运行时间。特别是在实时测试和控制系统中,如果系统处理的问题很多,实时性要求很强,选用硬件进行线性化处理是合适的。但是如果控制系统的时间够用时,采用软件处理就可以大大简化硬件电路。用软件代替硬件进行线性化处理,它省去了复杂的非线性硬件电路,降低了系统的成本;而且它能发挥计算机智能作用,提高了检测的准确性和精度;尤其,利用线性插值法,将实际曲线用直线段近似逼近,通过近似公式计算,如果折线的段数取得合适,可以达到比较高的精确度,并且,计算方法也比较简单;还有,适当改变软件的内容,就可以对不同传感器或转换电路进行补偿。总之,传感器的非线性处理方法应根据系统的具体情况全面考虑再作决定。
先进控制技术综述
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专业技术 知识共享 先进控制技术综述
1 引言
在实际的工业控制过程中，很多系统具有高度的非线性、多变量耦合性、不确定性、信息不完全性和大滞后等特性。对于这种系统很难获得精确的数学模型，并且常规的控制无法获得满意的控制效果。
面对这些复杂的工业控制产生了新的控制策略，即先进控制技术。先进控制技术包括：自适应控制，预测控制，推理控制，鲁棒控制以及包括模糊控制与神经网络在内的智能控制方法。本文详细介绍了自适应控制、预测控制以及这两种先进控制的应用领域和优缺点[1]。
2 自适应控制
自适应控制的思想是对于系统中的不确定性，以及控制任务的艰巨性，对于部分未建模的动态特性、变化的被控对象和干扰信号，及时地测得它们的信息，并根据此信息按一定的设计方法，自动地做出控制决策、修改控制器结构和参数，使其控制信号能够适应对象和扰动的动态变化，在某种意义上达到控制效果最优或次优。
2．1 自适应控制介绍
目前自适应控制的种类很多，从总体上可以分为三大类：自校正控制、模型参考自适应控制和其他类型的自适应控制。
自校正控制的主要问题是用递推辨识算法辨识系统参数，根据系统运行指标来确定调节器或控制器的参数。其原理简单、容易实现，现已广泛地用在参数变化、有迟滞和时变过程特性，以及具有随机扰动的复杂系统。自校正控制系统的一般结构图如图1所示。自校正控制适用于离散随机控制系统[2]。
图1 自校正控制结构图
模型参考自适应控制，利用可调系统的各种信息，度量或测出各种性能指标，把模型参考自适应控制与参考模型期望的性能指标相比较；用性能指标偏差通过非线性反馈的自适应机构产生自适应律来调节可调系统，以抵消可调系统因“不确定性”所造成的性能指标的偏差，最后达到使被控的可调系统获得较好的性能指标的目的。模型参考自适应控制可以处理缓慢变化的不确定性对象的控制问题。由于模型参考自适控制器被控对象控制器参数设计递推参数估计)(tyr)(tu)(ty WORD格式 可编辑
模糊自校正PID控制在数字励磁中的应用
７０ ＜电气开关）（２０１０．Ｎｏ．４）
文章编号：１００４—２８９Ｘ（２０１０）０４－００７０—０３
模糊自校正ＰＩＤ控制在数字励磁中的应用
谷志锋 ，邵天章 ，张岭 ，王会勇
（１．军械学院电力工程教研室，河北 石家庄０５０００３；２．河北科技大学信息学院，河北 石家庄
０５００５４）
摘要：同步发电机的励磁系统是一个多变量影响的非线性系统，传统的ＰＩＤ控制具有调节困难、对象适应性差 的特点，而采用模糊自校正ＰＩＤ控制算法，可以根据输出变化量和变化率的变化程度在电站运行的过程中实现实
时调整，达到动态调整ＰＩＤ参数的作用，控制效果会明显提高。 关键词：模糊自校正；ＰＩＤ控制；数字励磁 中图分类号：ＴＭ３４ 文献标识码：Ｂ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｕｓｓｙ Ｓｅｌｆ Ｔｕｎｉｎｇ ＰＩＤ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ
Ｄｉｇｉｔａｌ Ｆｉｅｌｄ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ
ＧＵ Ｚｈｉ－ｆｅｎｇ ，ＳＨＡＯ Ｔｉａｎ—ｚｈａｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｌｉｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｈｕｉ—ｙｏｎｇ （１．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｏｒｄｎａｎｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５０００３；２．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ
Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００５４）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｉｓ ａ ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｂｌｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＰＩＤ ｃｏｎ一 １ ｈａｓ ｓｏｍｅ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ ｓｕｃｈ ａｓ．ｄｉｆｉｃｕｌｔ ｉｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｏｏｒ ｉｎ ｏｂｊｅｃｔ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｓｓｙ ｓｅｌｆ ｔｕｎｉｎｇ ＰＩＤ，ｗｅ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｃｈａｎｇｅ
测试系统由哪些环节组成
1. 现代机械产品和信息化有何关系？ 机械产品的灵魂是测试系统，测试系统需要信息化的支持，信息化的两个特点是：一、网络化：协同手段、资源共享协同设计和制造、远程设计与制造、并行设计和制造。二、数字化：信息化的核心。在制造领域，它表现在：数字工厂、数字制造、数字装备等，同时，它又能大大提高设备的精确度。 2. 测试系统由哪些环节组成？ 测试系统包括传感器、信号调理、数据采集、数据处理、显示。 3. 周期信号谱和非周期信号谱有何异同？ 相同点：都是通过对时域信号进行傅里叶变换得到的，其幅值谱和相位谱的物理意义是一样的。 都是在无限的频带上作傅里叶展开。 不同点： 周期信号 非周期信号 周期 T T→∞ 圆频率 ω0＝2Л/T ω0 →dω △ω无穷小 谱线 k.ω0 k.ω0 →ω 连续 4. 信号量化存在哪些误差？如何减少幅值误差？ （1）幅值误差、失真、能量泄露。 （2）1.增大量化时分度的区间个数 2.使区间取值接近信号的峰值 3.增加A/D的采样位数。 5. 频谱混叠的原因是什么？如何实施抗混叠滤波？ （1）折叠频率小于最高分析频率的采集而产生混频，欠采样产生频谱混叠 （2）采集前滤去大于fd的，频率——抗混叠滤波，低通滤波频率为0—fd 6. 何谓FFT？它主要解决什么问题？ （1）FFT，即快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。 （2）离散傅里叶变换（DFT）由于计算量太大，利用一般的计算机计算时需要耗费大量时间，满足不了一般系统的实时性要求。FFT主要解决的问题是利用快速的算法来实现对信号的傅里叶变换，大大减少了傅里叶变换的计算量。 7. 什么是不失真测试？要满足什么条件？ 输入输出在时间轴上的的宽度相等，对应高度成比例，只是滞后一个位置t0，或者输入信号的个频率分量通过装置，均应被放大相同的倍数A0 8. 测试系统主要的静、动态参数包括哪些？ 静态参数：灵敏度、测量范围、精度、线性度等。 动态参数：稳定性、温漂、动态误差、带宽等。 9. 一阶、二阶系统可用频率范围为多少？二者有何不同？ （1）一阶系统实际可用频率范围0—1/て。 二阶系统实际可用频率范围0～0.6ωn。 （2）前者是取到系统的转折频率。后者是取到系统的响应达到一个较理想的性能时的频率。 10. 采用哪些传感器可以测量振动？ 电容式、电涡流式、电感式、光电式传感器等传感器。 11. 提高测量灵敏度有哪些方法？ 灵敏度：测试系统对输入量变化反应的能力——放大。 输入x有一个变化量Δx，它引起系统输出y发生相应的变化量Δy，则定义灵敏度s= Δy/Δx 因此为了提高灵敏度必须增加Δy和减小Δx；增大放大倍数，使用电桥电路等。对于在测量当中的误差给与补偿；通过选用合适的传感器以及改变传感器的结构参数来提高灵敏度。 12. 什么是智能化传感器？ 组成：传统的传感器＋微处理器(或微计算机)特征：具备通信总线接口、兼有信息监测、信息处理和信息传输智能：通过存放于微处理器中的功能强大的软件，对系统进行智能化，如非线性自动校正、自校零、自校准、自补偿、自检验、噪声抑制等。 13. 网络对测试技术有何影响？
一种非线性系统自适应跟踪控制器设计
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一种非线性系统自适应跟踪控制器设计
作者：易鸿
来源：《现代电子技术》2013年第06期
摘要： 为了处理闭环系统遇外界强干扰时出现不稳定的问题，提出一种非线性系统自适应跟踪控制设计方案该设计方法。主要利用比例和积分结构，这种结构将系统中不确定项由单位分解逼近，同时这种结构的鲁棒跟踪控制器也使系统在干扰波动影响下保持很好的跟踪效果。其结果使闭环系统所有的状态与跟踪误差收敛到原点的一个很小的范围，通过仿真实验表明这种控制器设计可行并且有效。
关键词： 单位分解； 非线性系统； PI控制； 模糊逻辑； 自适应跟踪控制器
中图分类号： TN911⁃34； TB18 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）06⁃0007⁃03
0 引 言
自适应控制的基本思想是：在控制系统的运行过程中，系统本身不断地测量被控系统的状态、性能和参数，从而认识或掌握系统当前的运行指标并与期望的指标相比较，进而做出决策，来改变控制器的结构、参数或根据自适应规律来改变控制作用，以保证系统运行在某种意义下的最优或次优状态。自适应控制系统主要由控制器、被控对象、自适应器及反馈控制回路和自适应回路组成。与常规的反馈控制系统比较，自适应控制系统有三个显著特点：控制器可调，增加了自适应回路，适用对象。因设计的原理和结构的不同，自适应控制系统大致可分为如下几种主要形式：变增益控制、模型参考自适应控制系统、自校正控制系统。本文研究针对非线性控制中出现的一些问题，提出一种基于单位分解的变结构自适应控制，利用单位分解作为万能逼近器的设计思想逼近非线性系统的未知函数，有效地减少自适应律个数和解决系统变量个数增加而导致的维数灾难问题。这种设计方法一方面有效抵消的外部干扰，另一方面也较好解决了传统模糊自适应控制带来的维数灾难问题。
1 问题描述
李婵颖：非线性的精彩人生
李婵颖：非线性的精彩人生
作者：暂无
来源：《科学中国人》 2014年第12期
通讯员 师延路 本刊记者 汲晓奇
一些人常说，女人是感性的动物，逻辑思维天生与女性无缘。然而，越来越多的女科学家如繁星般闪现，打破了这个魔咒。李婵颖在非线性控制领域的突出成果，再一次向我们证实，科学没有性别的禁区。这位2002年毕业于四川大学数学系的高材生，在中国科学院数学与系统科学研究院先后取得了硕士学位与博士学位，又飞赴美国韦恩州立大学电子计算机工程系与香港大学机械工程系从事博士后研究。2011年12月，学成归来的李婵颖留在了中国科学院数学与系统科学研究院国家数学与交叉科学中心。其间先后在美国纽约大学理工学院以及加拿大滑铁卢大学进行过学术访问。
问鼎关肇直奖
2 0 1 4 年7 月3 0 日， 古都南京传来喜讯： 在第3 3 届中国控制会议（C C C2014）在上，李婵颖提交的论文，在包括中国大陆在内的27个国家和地区的2377篇投稿中脱颖而出，获得了第20届关肇直奖。“关肇直奖”是为纪念我国著名的数学家、控制理论专家，我国现代控制理论的开拓者关肇直教授而设立的。这个奖由中国自动化学会于1994年设立,旨在鼓励我国青年科技人员从事控制理论及其应用开发研究,对在这方面做出突出贡献青年人给予奖励。该奖以其严格的评审以及获奖论文高水平的质量在控制界享有盛誉，系目前我国控制理论界最高水平的青年学术奖项。
李婵颖主要从事控制理论的研究工作，包括反馈机制的最大能力与局限、自适应控制和采样系统等。众所周知，线性系统和具有线性增长率的非线性系统控制理论，以及连续时间非线性系统的可镇定性理论，均已发展较为完善。但当系统的非线性增长率快于线性速度时，镇定离散时间非线性系统的控制器设计将遭遇本质性困难。事实上，当系统的非线性程度过高，任何反馈控制律都可能无法镇定住该离散时间不确定系统。由此，李婵颖的合作者，郭雷院士提出反馈确实存在可定量刻画的局限，开启了一个重要的研究方向。为探索反馈能力，他们把自己置身于一个与传统控制不同的研究框架下，不但要回答反馈能做什么，还要回答更重要更困难的问题，反馈不能做什么。经过不断努力，李婵颖和她的同事们对几类基本的不确定性控制系统，发现并证明了反馈机制最大能力的“临界值”或“不可能性定理”。这一系列成果具有很高的原创性，对定量理解人类和机器中普遍存在的反馈行为的最大能力，以及智能反馈设计中的根本局限具有重要意义。反馈能力领域的研究结果多次在重要的国际会议上报告，包括郭雷院士在四年一度的国际数学家大会上的特邀报告以及国际自动控制联合会(IFAC)世界大会的大会报告等，取得强烈的国际反响，并引起一系列后续研究。
大气校正
大气校正
大气校正是定量遥感中重要的组成部分。本专题包括以下内容：
大气校正概述
ENVI中的大气校正功能
1大气校正概述
大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，广义上讲获得地物反射率、辐射率或者地表温度等真实物理模型参数；狭义上是获取地物真实反射率数据。用来消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等物质对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的影响。大多数情况下，大气校正同时也是反演地物真实反射率的过程。
图1.jpg
图1 大气层对成像的影响示意图
很多人会有疑问，什么情况下需要做大气校正，我们购买或者其他途径获取的影像是否做过大气校正。
通俗来讲，如果我们需要定量反演或者获取地球信息、精确识别地物等，需要使用影像上真实反映对太阳光的辐射情况，那么就需要做大气校正。我们购买的影像，说明文档中会注明是经过辐射校正的，其实这个辐射校正指的是粗的辐射校正，只是做了系统大气校正，就跟系统几何校正的意义是一样的。
目前，遥感图像的大气校正方法很多。这些校正方法按照校正后的结果可以分为2种：
绝对大气校正方法：将遥感图像的DN(Digital Number)值转换为地表反射率、地表辐射率、地表温度等的方法。
相对大气校正方法：校正后得到的图像，相同的DN值表示相同的地物反射率，其结果不考虑地物的实际反射率。
常见的绝对大气校正方法有：
基于辐射传输模型
MORTRAN模型
LOWTRAN模型
ATCOR模型
6S模型等
基于简化辐射传输模型的黑暗像元法
基于统计学模型的反射率反演；
相对大气校正常见的是：
基于统计的不变目标法
直方图匹配法等。
既然有怎么多的方法，那么又存在方法选择问题。这里有一个总结供参考：
1、如果是精细定量研究，那么选择基于基于辐射传输模型的大气校正方法。 2、如果是做动态监测，那么可选择相对大气校正或者较简单的方法。
自校零和自校准技术
新型传感器论文
题目：自校零和自校准技术
摘要
本文从原理上分析论证了自校准与自校零技术；重点论述了实时在线校准技术的实现方法，从校准的定义出发，引申出了仪器仪表自校准的概念，并对自校准实现的基本原理和过程进行了分析，提出了自校准设计过程中几个关键点，以及这些关键点对自校准的影响。
关键词：传感器；电信号；自校零技术；自校准技术
第一章 引言
在传感器的测量过程中，由于仪器内部器件的零点偏移及其温漂，即使零输入时也有输出读数，产生测量误差。
进行自校准的目的，其一，不必将测试仪器仪表脱离原有的环境专门送至校准机构进行校准，在误差精度满足的前提下，提高便利性，同时保证环境的一致性；其二，某些电测仪器设备集成在大型设备中，不容易拆卸，若能够自校准，将更加方便；其三，单片机等控制器及校准电路为自校准的实现成为了可能，可实现自动化，不用进行人工校准。
本文主要针对传感器的自校零技术和自校准技术进行论述。通过对这方面的了解与学习，希望可以在现有的技术水平上进行改进，使其有更好的性能，能更准确地工作，更好地为我们所用。 第二章自校零技术
在传感器的测量过程中，由于仪器内部器件的零点偏移及其温漂，即使零输入时也有输出读数，产生测量误差。
2.1自校零的原因
因为仪器存在误差且误差很可能随环境而变化，所以就需要设计一种自校正装置，使得传感器的参数发生漂移时能够实现自我的补偿与校准，从而使得测量结果更加精确。
以线性系统为例，假设一传感器系统经标定实验得到的静态输出(y)—输入(x)特性如下：
y=a0+a1x
式中：a0——零位值，即当输入x=0 时之输出值；
a1——灵敏度，又称传感器系统的转换增益。
对于一个理想的传感器系统，a0与a1应为保持恒定不变的常量。但是实际上，由于各种内在和外来因素的影响，a0 , a1都不可能保持恒定不变。譬如，决定放大器增益的外接电阻的阻值就会因温度变化而变化，因此就会引起放大器增益改变，从而使得传感器系统总增益改变，也就是系统总的灵敏度发生变化。设a1=S+Δa1, 其中S为增益的恒定部分，Δa1为变化量；又设a0=P+Δa0，P为零位值的恒定部分，Δa0为变化量，则
控制系统校正方法
控制系统校正方法
控制系统校正方法是一种关键的技术，用于提高系统性能、确保系统稳定性和精度。在不同的控制系统中，校正方法可能会有所不同，但其基本原理和步骤是相似的。本文将探讨几种常见的控制系统校正方法，包括开环校正、闭环校正和模型参考自适应控制。
1. 开环校正
开环校正是一种最基本的校正方法，其原理是通过在系统输入上施加一系列的测试信号，并记录系统输出。通过分析输入输出数据，可以获取系统的传递函数或频率响应，并进行参数调整。开环校正方法适用于线性系统，但往往忽略了系统中的不确定性和干扰。
2. 闭环校正
闭环校正是一种常用的校正方法，其通过反馈控制来校正系统。在闭环校正过程中，系统的输出与期望输出进行比较，并通过调整控制器参数来减小误差。闭环校正方法可以提高系统的稳定性和鲁棒性，但可能需要花费较长的时间和精力来调整控制器参数。
3. 模型参考自适应控制
模型参考自适应控制是一种高级的校正方法，它通过建立一个参考模型来校正系统。参考模型通常是理想的期望输出模型，通过与系统输出进行比较，不断调整控制器参数以达到校正的目的。模型参考自适应控制方法适用于非线性系统和存在不确定性的系统，能够提供更好的系统性能和适应性。 4. 系统辨识
系统辨识是一种用于校正的重要技术，它通过对系统进行实验观测，获得系统的数学模型。根据获得的模型，可以设计和调整控制器参数，从而实现系统的校正。系统辨识可以基于频域和时域的方法，适用于线性和非线性系统。
5. 自适应控制
自适应控制是一种能够根据系统状态和环境变化自动调整参数的控制方法。在自适应控制中，控制器的参数通过在线学习和优化算法进行自适应调整。自适应控制方法适用于复杂的系统和存在变化的工作环境，能够提供更好的控制性能和鲁棒性。
结论
控制系统校正是确保系统性能和精度的关键步骤。本文介绍了几种常见的校正方法，包括开环校正、闭环校正、模型参考自适应控制、系统辨识和自适应控制。在实际应用中，根据系统特性和需求，可以选择合适的校正方法或结合多种方法进行校正，以提高控制系统的性能和鲁棒性。
浅谈自适应控制
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浅谈自适应控制
作者：肖冲
来源：《商情》2010年第37期
【摘要】简单回顾了自适应控制的产生与发展历程，重点介绍了几种常见的自适应控制结构原理和最新非线性自适应控制的一些发展，并对自适应控制的一些应用进行了综述，最后对自适应控制下一步的发展方向和有待解决的新课题进行了总结。
【关键字】自适应控制不确定 非线性系统稳定性
1.引言
自适应控制的发展已有40多年的历史，并且在近20年里得到了飞速的发展，已成为当代自动控制界的少数热门前沿研究领域之一。自适应控制的研究对象是具有一定程度不确定性的系统。这里所谓“不确定性”是指描述被控对象及其环境的数学模型不是完全确定的，其中包含一些未知因素和随机因素。面对这些客观存在的各种不确定性，如何设计适当的控制作用，使得某一指定的性能指标达到并保持最优或近似最优，就是自适应控制所要解决的问题。自适应控制是一种基于数学模型的控制方法，但是自适应控制所依据的关于模型和扰动的先验知识比较少，需要在系统的运行过程中去不断提取有关模型的信息，使模型逐渐完善。可见，对于那些对象特性或扰动特性变化范围很大，同时又要求经常保持高性能指标的一类系统，采用自适应控制是合适的。
自适应控制系统的设计方法主要有两大类，一是基于自校正控制理论，另一是基于模型参考自适应控制理论。模型参考自适应控制技术是美国麻省理工学院的Whitaker教授为解决飞行器自动驾驶仪的问题而提出来的。自校正控制技术是由Kalman于1958年提出，由于当时的理论和技术发展都不充分，因此没有得到应有的重视和应用。60年代现代控制理论蓬勃发展，取得了诸如状态空间法、稳定性理论、最优控制、随机控制、参数估计等一些成果，电子计算机迅速发展为在工业生产过程中实现自适应控制这种复杂的策略提供了必要的技术基础。70年代以来，自适应控制理论有了显著的进展，一些学者分别在确定性的和随机的、连续的和离散的系统的自适应控制理论方面做出了杰出的贡献。
自动控制系统校正方法
自动控制系统校正方法
下面将介绍几种常见的自动控制系统校正方法：
1.基于试探法的校正方法：
这种方法通过对控制系统进行试探性的扰动，观察系统的响应来确定调整参数的大小和方向。常见的方法有阶跃响应法和斜坡响应法。阶跃响应法通过输入一个阶跃信号，观察系统的输出响应，调整参数使输出尽快收敛到期望值。斜坡响应法则是通过输入一个斜坡信号，观察系统的输出响应的斜率，根据斜率的大小和方向调整参数。
2.基于频域分析的校正方法：
这种方法使用频域分析工具来分析系统的幅频特性，从而得到系统的频率响应函数，进而调整参数使得系统的频率响应函数与期望值尽量接近。其中最常见的方法是根轨迹法和频率响应曲线法。根轨迹法通过画出系统的根轨迹图来分析系统的稳定性和性能，进而调整参数。频率响应曲线法通过绘制系统的幅频特性曲线，观察曲线的形状、幅值和相位信息，从而调整参数。
3.基于模型预测的校正方法：
这种方法通过建立系统的数学模型来进行系统的校正。常见的方法有最小二乘法和极大似然法。最小二乘法通过最小化实际输出与期望输出之间的平方误差来调整参数。极大似然法则是通过最大化实际输出的似然函数来调整参数，从而使系统的输出尽可能接近期望输出。
需要注意的是，不同的自动控制系统校正方法适用于不同的系统和控制目标。在进行校正时，需要根据实际情况选择合适的方法，并根据实际测试结果进行调整和优化。此外，校正过程中还需考虑系统的非线性特性、外界干扰和噪声等因素的影响，以实现系统的更好性能。