基于EMD的预测多相混合效果的时间序列模型建立方法

摘要

本发明公开了一种基于EMD的预测多相混合效果的时间序列模型的建立方法。本发明主要应用于化学工程实验中判断流体混合效果及理论上指导实验的设计。具体是：(1)获得多相搅拌混合实时图样；(2)计算实时图样的第0维贝蒂数；(3)用(2)的方法获得部分相关数据，得到相应时间序列x(t)；(4)找出x(t)的所有极大值点和极小值点，将其用三次样条函数拟合为数据x(t)的上包络线下包络线。(5)当h1k满足SD的要求时，令c1＝h1k即可得到信号x(t)的第一个IMF分量c1，就可得到一个去掉高频成分的新数据序列r1；(6)一直到最后一个数据序列rn的极值点小于2个；(7)得到后相应求和得到最终的预测值序列(5)；(8)验证预测误差。本发明对化工实验中判断混合效果的好坏，提供了一种可靠实用的预测方法。

主权项

基于EMD的预测多相混合效果的时间序列模型建立方法，其特征在于：该方法采用混沌时间序列预测方法，具体步骤如下：(1)利用电子断层成像技术或高速摄像机来获得多相搅拌混合实时图样；(2)用编写好的程序计算所获得的实时图样的第0维贝蒂数；(3)用(2)的方法每隔一定时间获得部分相关数据，从而得到相应时间序列x(t)；(4)找出x(t)的所有极大值点和极小值点，将所有的极大值点用三次样条函数拟合一条曲线，该曲线就是数据x(t)的上包络线；同样的，把所有极小值点用三次样条函数拟合数据x(t)的下包络线，求出上包络线和下包络线的均值，记作m1，将原始数据序列x(t)减去上下包络线的均值m1，得到一个新的数据序列h1，即：h1＝x(t)‑m1，并进行k次筛选，一直到均值包络线趋向于零时得到第一个本征模态函数c1，它表示原始数据序列中最高频的成分，此时所得数据为：h1k＝h1(k‑1)‑m1k，式中h1k为第k次筛选所得的数据，h1(k‑1)为第k‑1次筛选所得的数据；(5)当h1k满足SD的要求时，令c1＝h1k即可得到信号x(t)的第一个IMF分量c1，得到一个去掉高频成分的新数据序列r1即：r1＝x(t)‑c1，对新数据序列重复(4)中的步骤进行分解，得到第二个本征函数c2；(6)重复(4)、(5)两步一直到最后一个数据序列rn的极值点小于2个，该数据序列rn称作原始数据x(t)的余项，上述的过程表示为：r1＝x(t)‑c1，r2＝r1‑c2，...，rn＝rn‑1‑cn；(7)对(6)得到的每组序列分别预测，得到后相应求和得到最终的预测值序列(5)；(8)再用实验方法来验证预测误差。