【摘 要】
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报警系统对现代工业的安全生产与高效运行具有十分重要的作用。然而，现代工业中的报警系统普遍存在着干扰报警过多的问题，严重影响了报警系统的性能。现代工业报警系统经常采用报警死区减少干扰报警的数量。但是，报警死区在实际应用中面临着两个尚未解决的基本问题：如何判断某个信号是否适合使用报警死区？如何设计最优报警死区宽度？本文的研究目标就是初步解决这两个基本问题，从而针对合适的信号，使用相应的报警死区，减少干
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报警系统对现代工业的安全生产与高效运行具有十分重要的作用。然而，现代工业中的报警系统普遍存在着干扰报警过多的问题，严重影响了报警系统的性能。现代工业报警系统经常采用报警死区减少干扰报警的数量。但是，报警死区在实际应用中面临着两个尚未解决的基本问题：如何判断某个信号是否适合使用报警死区？如何设计最优报警死区宽度？本文的研究目标就是初步解决这两个基本问题，从而针对合适的信号，使用相应的报警死区，减少干扰报警出现的数量。
针对报警死区的适用性判断问题，本文提出了一个死区指数，用来判断信号是否适合使用报警死区：首先，定义了信号的两个特征，即报警持续时间和报警偏差，并对两个特征进行标准化，使之具有可比性；然后，根据标准化报警持续时间和标准化报警偏差计算得到信号的死区指数及其置信区间；最后通过假设检验判断信号的死区指数是否大于临界值，当死区指数大于其临界值时，则认为该信号适合使用报警死区。
针对报警死区的设计问题，本文给出了一种新的报警死区设计方法，以干扰报警持续时间比和报警延迟估计值为性能指标，设计了最优的死区宽度：首先，回顾了现有文献中基于马尔科夫模型的报警死区设计方法，该方法需要过程变量服从独立同分布的假设，但是工业现场的很多过程信号并不服从这个假设；然后，为了克服现有方法的局限性，提出了一种新的报警死区设计方法，选择干扰报警持续时间比和报警延迟估计值作为相互制约的两个性能指标，最后当它们满足各自的性能要求时，将相应的最小死区宽度作为死区宽度的最优值。
为了验证研究结果，本文给出了数值仿真和工业仿真案例，分析结果表明了死区指数的应用效果与设计目标一致，验证了本文提出的死区指数和报警死区设计方法的有效性。
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