发明名称 一种检测热设备内部温度的方法
摘要 一种检测热设备内部温度的方法。该方法是一种采用模糊推理技术反演热设备内部温度的方法,该方法的基本特征在于,将热设备内部温度的检测问题归结为由设备外部温度观测信息到内部温度信息的模糊推理问题,通过模糊反演获得热设备内部温度及其分布。与现有的基于反演方法的热设备内部温度检测方法相比,该方法具有良好的抗不适定性,能够有效地克服内部温度反演结果对初始猜测值的严重依赖性,同时还能够有效地抑制内部温度反演过程中的存在的误差放大现象。
申请公布号 CN101660951A 申请公布日期 2010.03.03
申请号 CN200910190904.4 申请日期 2009.09.21
申请人 重庆大学 发明人 陈红;王广军;朱丽娜
分类号 G01K3/00(2006.01)I;G06N7/00(2006.01)I 主分类号 G01K3/00(2006.01)I
代理机构 重庆中之信知识产权代理事务所 代理人 袁庆民
主权项 1.一种检测热设备内部温度的方法,该方法包括对热设备内部温度检测问题进行初始化处理,通过初始化处理,设定反演过程迭代次数标识k的初值为k=0,根据热设备待检测温度区间和可检测温度区间的位置,确定传热问题的求解区域(Ω)及其边界,该边界具体包括给定边界条件的第一边界(Γ<sub>1</sub>)和第二边界(Γ<sub>2</sub>)、该求解区域的待检测边界(Γ<sub>3</sub>),以及该求解区域的温度的可测量边界(Γ<sub>4</sub>),建立该求解区域的稳态导热过程模型,给定待检测边界(Γ<sub>3</sub>)上的待检测温度<img file="A2009101909040002C1.GIF" wi="109" he="75" />的初始猜测值<img file="A2009101909040002C2.GIF" wi="131" he="57" />和可测量边界(Γ<sub>4</sub>)上各测点j处的温度的实际测量值(t<sub>j</sub>)的步骤(一);根据已知的待检测温度<img file="A2009101909040002C3.GIF" wi="108" he="74" />的第k次猜测值<img file="A2009101909040002C4.GIF" wi="166" he="67" />构造待检测边界(Γ<sub>3</sub>)的边界条件,采用数值解法求解传热学的正问题,获得可测量边界(Γ<sub>4</sub>)温度的计算结果(t<sub>c</sub><sup>k</sup><sub>j</sub>)的步骤(二);其中:j=1,2,...,n;i=1,2,...,n;n为可测量边界(Γ<sub>4</sub>)上设置的温度测点数目;其特征在于,在步骤(一)和步骤(二)的基础上,还包括如下步骤:(三)利用获得的可测量边界(Γ<sub>4</sub>)温度的计算结果(t<sub>c</sub><sup>k</sup><sub>j</sub>),产生可测量边界(Γ<sub>4</sub>)上各测点j处的温度误差(e<sub>j</sub>),若该温度误差(e<sub>j</sub>)满足迭代停止条件,则反演迭代过程结束,并以前述的待检测温度<img file="A2009101909040002C5.GIF" wi="109" he="75" />的第k次猜测值<img file="A2009101909040002C6.GIF" wi="149" he="66" />作为热设备内部温度的检测结果;反之,则进入步骤(四);所述迭代停止条件为<img file="A2009101909040002C7.GIF" wi="246" he="136" />其中,ε为预定的温度误差阈值,且ε>0;(四)对于可测量边界(Γ<sub>4</sub>)上的各测点j,设置与温度误差(e<sub>j</sub>)对应的温度调整分量(Δu<sub>j</sub>),通过选择模糊子集、模糊子集的隶属度函数(μ)和模糊推理规则,对可测量边界(Γ<sub>4</sub>)上各测点j处的温度误差(e<sub>j</sub>)和对应的温度调整分量(Δu<sub>j</sub>)分别进行模糊化处理,建立与可测量边界(Γ<sub>4</sub>)上各测点j对应的一维模糊推理单元组(FR<sub>1</sub>,FR<sub>2</sub>,...,FR<sub>n</sub>),经过模糊推理产生与可测量边界(Γ<sub>4</sub>)上各测点j对应的温度调整分量(Δu<sub>j</sub>)的值;(五)确定温度调整分量(Δu<sub>j</sub>)对于各待检测点i处温度补偿量<img file="A2009101909040003C1.GIF" wi="135" he="61" />的权值(w<sub>ij</sub>),通过对该一维模糊推理单元组(FR<sub>1</sub>,FR<sub>2</sub>,...,FR<sub>n</sub>)输出的温度调整分量(Δu<sub>j</sub>)进行加权综合,获得各待检测点i的温度补偿量<img file="A2009101909040003C2.GIF" wi="150" he="62" />并利用该温度补偿量<img file="A2009101909040003C3.GIF" wi="134" he="61" />对待检测温度<img file="A2009101909040003C4.GIF" wi="104" he="71" />的第k次猜测值<img file="A2009101909040003C5.GIF" wi="142" he="61" />进行修正,产生待检测温度<img file="A2009101909040003C6.GIF" wi="104" he="71" />的第k+1次猜测值<img file="A2009101909040003C7.GIF" wi="191" he="66" />(六)以产生的待检测温度<img file="A2009101909040003C8.GIF" wi="102" he="71" />的第k+1次猜测值<img file="A2009101909040003C9.GIF" wi="180" he="62" />替代待检测温度<img file="A2009101909040003C10.GIF" wi="102" he="71" />的第k次猜测值<img file="A2009101909040003C11.GIF" wi="158" he="62" />并作为求解区域(Ω)待检测边界(Γ<sub>3</sub>)的边界条件,同时对迭代次数标识k进行更新,转入步骤(二)。
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