[发明专利]一种基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控系统

权利要求书

1.一种基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控系统，其特征在于：它包括信息采集模块(1)、中枢决策模块(2)以及执行机构(3)，中枢决策模块(2)的输入端与信息采集模块(1)的输出端连接，中枢决策模块(2)的输出端与执行机构(3)的输入端连接，信息采集模块(1)用于对被保护金属构架进行监测并将监测信息传给中枢决策模块(2)，中枢决策模块(2)根据从信息采集模块(1)上采集的监测数据控制执行机构(3)的电流输出，从而使整体极化电位处于稳定范围；

中枢决策模块(2)输出的控制命令控制执行机构(3)的动作从而引起金属的腐蚀变化，信息采集模块(1)感知该变化后作为中枢决策模块(2)的输入，从而调节中枢决策模块(2)的输出，从而抑制金属的腐蚀程度；

所述系统在使用时，采用以下步骤：

1)中枢决策模块(2)将控制目标设定为输入输出对理想腐蚀曲线逼近程度的最大化；

2)信息采集模块(1)感测金属腐蚀状态，光波长随光栅的应变偏移，携带腐蚀信号的光波被传感器的尾端光电转换器的捕捉，转换成电信号，进而完成被保护金属腐蚀状态的量化，中枢决策模块(2)拟定初始腐蚀状态为设定值，以该值为参考，对系统输入进行误差计算，以及后续的PD控制器(4)参数整定；

3)专家库(5)以被保护结构的阴极极化曲线为依据，将当前腐蚀电位与最佳极化电流的相关知识传递给PD控制器(4)，PD控制器(4)根据腐蚀偏差和专家库(5)知识进行控制参数修正，并下发控制指令给执行机构(3)，形成闭环控制；

在步骤1)中，控制目标为：

式中，F_io(i_a,cm)、f(u_ops,i_a,cm)为控制系统输入输出关系函数；S_pc(i_a,cm)、s(u_sce,i_a,cm)为金属结构物特定场景下测定的极化曲线关系；i_a,cm为系统的控制参量或曲线横轴自变量；u_ops为光纤光栅传感器的信号与电位信息的转换关系；u_sce为极化曲线纵轴因变量或控制系统的反馈参量；

在步骤2)中，在进行误差计算时，误差计算公式如下：

e(t)＝M(t)-y_set(ΔT) (2)

式中，e(t)为t时刻的目标偏差输入；M(t)为t时刻的测量值；y_set(ΔT)为设定目标值；ΔT为设定目标值的更新周期；

在步骤3)中，所形成的闭环控制系统的传递函数为：

式中，C(S)为输出信号；E(S)为偏差信号；G(S)为前向通路传函；H(S)为回路传函；k_p为比例系数；k_d为微分系数；M(S)为测量传函；Y_set(S)为目标传函；

其中，输出函数和测量函数的关系如下：

式中，M为测量反馈向量；C为设定目标向量；为金属结构的极化电位；δ_i为电源的极化电流密度，与δ_i在极化曲线中呈一一对应关系，两者的映射规律为回路传函H(S)。

2.根据权利要求1所述的基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控系统，其特征在于：所述中枢决策模块(2)包括PD控制器(4)、专家库(5)以及偏差修正模块(6)，信息采集模块(1)输出的监测信号分别与PD控制器(4)的第一输入端、专家库(5)的输入端连接，专家库(5)的输出端与偏差修正模块(6)的输入端连接，偏差修正模块(6)的输出端与PD控制器(4)的第二输入端连接。

3.根据权利要求2所述的基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控系统，其特征在于：所述信息采集模块(1)包括光纤光栅传感器(7)。

4.根据权利要求2所述的基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控系统，其特征在于：所述执行机构(3)包括外加电流阴极防护装置(8)。