熱工過(guò)程特殊參量的認(rèn)知建模方法

內(nèi)容概要

　　熱工過(guò)程是一個(gè)受傳熱、傳質(zhì)等諸多因素影響且具有非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜物理過(guò)程。該過(guò)程中涉及大量的、未知的不精確、不確定性信息。《熱工過(guò)程特殊參量的認(rèn)知建模方法：證據(jù)理論的拓展與應(yīng)用》旨在通過(guò)證據(jù)理論的學(xué)習(xí)和研究，提出新的理論和方法，（主要）用于解決熱工過(guò)程特殊參量（無(wú)樣本參量）認(rèn)知問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)熱工對(duì)象的在線可控、在線優(yōu)化以及提高熱工對(duì)象的生產(chǎn)能力并降低能耗奠定基礎(chǔ)。
　　《熱工過(guò)程特殊參量的認(rèn)知建模方法：證據(jù)理論的拓展與應(yīng)用》可作為熱能工程、動(dòng)力機(jī)械及工程、能源信息技術(shù)、人工智能、應(yīng)用數(shù)學(xué)與工程等專(zhuān)業(yè)研究人員的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，也可以作為研究生的教材或參考讀物。同時(shí)對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員和管理人員也具有參考價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介

王培紅，教授，1959年9月出生，1982年7月畢業(yè)于南京工學(xué)院動(dòng)力系獲工學(xué)學(xué)士，1986年3月畢業(yè)于南京工學(xué)院動(dòng)力系獲工學(xué)碩士學(xué)位并留校任教，2002年11月獲工學(xué)博士學(xué)位。長(zhǎng)期從事熱力系統(tǒng)性能分析與優(yōu)化、熱力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與診斷研究。現(xiàn)任東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，兼任江蘇省能源研究會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、《東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》、《能源研究與利用》、《電力與能源》等學(xué)術(shù)刊物編輯委員會(huì)委員。 蘇志剛，博士，1979年6月出生， 2004年7月畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)動(dòng)力系獲工學(xué)學(xué)士； 2006年8月畢業(yè)于東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院獲工學(xué)碩士學(xué)位；2010年9月畢業(yè)于東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院獲工學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)今留校任教。主要研究方向?yàn)椋喝斯ぶ悄芩惴?、模式識(shí)別、軟測(cè)量方法和證據(jù)理論研究及其在熱工過(guò)程中的應(yīng)用。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論
　1.1 研究背景及問(wèn)題描述
　1.2 證據(jù)理論：基本概念及相關(guān)計(jì)算
　　1.2.1 證據(jù)袁征
　　1.2.2 證據(jù)融合
　　1.2.3 廣義貝葉斯定理
　　1.2.4 證據(jù)決策
　　1.2.5 模糊證據(jù)理論
　　1.2.6 證據(jù)理論的矩陣計(jì)算
　1.3 證據(jù)理論發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
　　1.3.1 證據(jù)（信度函數(shù)）的解釋
　　1.3.2 證據(jù)的構(gòu)建
　　1.3.3 證據(jù)融合悖論和獨(dú)立性假設(shè)
　　1.3.4 證據(jù)融合計(jì)算復(fù)雜度的簡(jiǎn)化
　　1.3.5 證據(jù)理論存在的問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)
　1.4 主要研究?jī)?nèi)容及安排
　1.5 主要貢獻(xiàn)
第2章 拓展權(quán)函數(shù)
　2.1 證據(jù)正則分解
　　2.1.1 與權(quán)函數(shù)
　　2.1.2 并權(quán)函數(shù)
　　2.1.3 基于權(quán)函數(shù)的證據(jù)融合法則
　2.2 權(quán)函數(shù)拓展研究
　2.3 拓展權(quán)函數(shù)的應(yīng)用
　　2.3.1 基于拓展權(quán)函數(shù)的信度函數(shù)間的轉(zhuǎn)換
　　2.3.2 基于拓展權(quán)函數(shù)的改進(jìn)型融合法則
　2.4 本章小節(jié)
第3章 證據(jù)融合獨(dú)立性假設(shè)及廣義范數(shù)融合法則
　3.1 引言
　3.2 廣義范數(shù)的定義及證明
　3.3 基于廣義范數(shù)的證據(jù)融合法則研究
　　3.3.1 廣義T范數(shù)與法則
　　3.3.2 廣義U范數(shù)與法則
　　3.3.3 廣義T范數(shù)并法則和廣義U范數(shù)并法則
　　3.3.4 廣義范數(shù)融合法則的討論
　　3.3.5 廣義范數(shù)融合法則的簡(jiǎn)化
　　3.3.6 廣義范數(shù)融合法則應(yīng)用示例及分析
　3.4 模糊證據(jù)融合法則研究
　　3.4.1 經(jīng)典模糊證據(jù)融合法則分析
　　3.4.2 模糊證據(jù)的離散化策略研究
　　3.4.3 基于廣義T范數(shù)與法則及離散化策略的模糊證據(jù)融合
　3.5 本章小結(jié)
第4章 證據(jù)k-NN分類(lèi)算法及其在模式識(shí)別中的應(yīng)用
　4.1 引言
　4.2 經(jīng)典證據(jù)k-NN分類(lèi)器
　4.3 經(jīng)典證據(jù)k-NN分類(lèi)器存在的局限性分析
　4.4 三種變體證據(jù)k-NN分類(lèi)器
　　4.4.1 基于自適應(yīng)度量空間及參數(shù)優(yōu)化的證據(jù)k-NN分類(lèi)器
　　4.4.2 基于廣義T范數(shù)與法則的證據(jù)k-NN分類(lèi)器
　　4.4.3 魯棒自適應(yīng)證據(jù)k-NN分類(lèi)器
　　4.4.4 實(shí)驗(yàn)分析
　4.5 本章小結(jié)
第5章 證據(jù)鄰域粗糙集模型及其在屬性約簡(jiǎn)中的應(yīng)用
　5.1 引言
　5.2 鄰域粗糙集模型及屬性約簡(jiǎn)
　5.3 基于鄰域證據(jù)決策誤差率的屬性約簡(jiǎn)算法研究
　5.4 證據(jù)鄰域粗糙集模型及屬性約簡(jiǎn)算法研究
　5.5 實(shí)驗(yàn)分析
　　5.5.1 屬性約簡(jiǎn)算法敏感性分析及分類(lèi)精度驗(yàn)證
　　5.5.2 證據(jù)鄰域決策系統(tǒng)的屬性約簡(jiǎn)模擬分析
　5.6 本章小結(jié)
第6章 證據(jù)回歸多模型建模方法及其在過(guò)程預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
　6.1 引言
　……
第7章 基于證據(jù)回歸多模型的鋼球磨煤機(jī)料位認(rèn)知建模
第8章 基于證據(jù)回歸多模型的汽輪機(jī)排汽焓認(rèn)知建模
第9章 證據(jù)回歸多模型簡(jiǎn)化及其用于熱工過(guò)程有樣本參量的監(jiān)測(cè)
第10章 區(qū)間證據(jù)理論及其在決策中的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)在一個(gè)250 MW熱電廠的鋼球磨煤機(jī)上進(jìn)行。鋼球磨煤機(jī)筒直徑3.2m，長(zhǎng)4.7 m。鋼球磨煤機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為YTM500—6型號(hào)電動(dòng)機(jī)。鋼球磨煤機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為18.42 rpm，額定功率為710 kW。鋼球磨煤機(jī)筒內(nèi)最大存煤量為大約21 t。鋼球磨煤機(jī)筒內(nèi)填充鋼球的直徑分別為：30 mm，40 mm和60 mm。對(duì)應(yīng)于這三種直徑的鋼球的質(zhì)量配比分別為30%，40％和30％，鋼球裝載量為34 t。鋼球磨煤機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)是在電廠大修后、正常日常生產(chǎn)前進(jìn)行的。鋼球磨煤機(jī)中所有的鋼球?yàn)樾绿砑訜o(wú)磨損鋼球。實(shí)驗(yàn)中，鋼球磨煤機(jī)筒內(nèi)煤量的添加通過(guò)一臺(tái)給煤機(jī)實(shí)現(xiàn)。為了計(jì)算給煤量方便，給煤機(jī)擋板被固定在最大位置處，所以給煤量與給煤機(jī)轉(zhuǎn)速成正比例關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)中，以給煤機(jī)轉(zhuǎn)速等效給煤量。 正如前文提到的那樣，必須獲得CM、OT、IP、PD和VS的數(shù)據(jù)用于構(gòu)建學(xué)習(xí)樣本。CM、OT、IP和PD的數(shù)據(jù)可以直接從電廠DCS系統(tǒng)獲得。換句話說(shuō)，這4個(gè)過(guò)程參量的運(yùn)行數(shù)據(jù)在DCS中每秒采樣一次，然后通過(guò)數(shù)據(jù)通信傳遞到作者設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)系統(tǒng)（在本節(jié)隨后討論）。VS通過(guò)設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行采樣、數(shù)字信號(hào)處理獲得。該系統(tǒng)由兩個(gè)高靈敏度壓電式加速度傳感器ICP@、兩個(gè)變送器（DNZE—Ⅱ，輸出電流4～20 mA）、一塊ADAM5000數(shù)據(jù)采集卡、一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和一些通信電纜組成。兩個(gè)加速度傳感器分別被安裝在鋼球磨煤機(jī)的前后兩個(gè)空心軸承的外部，安裝位置詳見(jiàn)圖7—1所示。傳感器的采樣頻率和賦值分別為0.5 Hz～10 kHz和±50 g。該類(lèi)型的傳感器之所以被選用是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)用鋼球磨煤機(jī)中鋼球沖擊產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)的頻率范圍為不大于4 kH2。由于沒(méi)有關(guān)于工業(yè)用鋼球磨煤機(jī)軸承振動(dòng)的完備知識(shí)，在此，選擇傳感器時(shí)考慮稍大頻率范圍的傳感器。 設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)系統(tǒng)主要具有兩個(gè)功能：（1）存儲(chǔ)從DCS傳送過(guò)來(lái)的CM、OT、IP和PD的運(yùn)行數(shù)據(jù)；（2）VS信號(hào)的獲取和處理。VS信號(hào)的獲取和處理在KINGVIEW環(huán)境和VC++環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。鋼球磨煤機(jī)軸承的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)傳感器不斷采樣，并經(jīng)過(guò)PLS放大器電路放大兩倍后傳送給KINGVIEW進(jìn)行存儲(chǔ)。軸承振動(dòng)信號(hào)的采樣頻率選為16 kHz，因此，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)每秒鐘將存儲(chǔ)容量為78 kb的振動(dòng)信號(hào)。由于振動(dòng)信號(hào)容量大且對(duì)原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換耗時(shí)較長(zhǎng)，基于小波包技術(shù)，采用VC++編程實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的傅里葉變換，將原始振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為能量信號(hào)。為了與DCS系統(tǒng)的信號(hào)采樣頻率一致，將每秒鐘內(nèi)的能量信號(hào)的累加和作為該時(shí)刻軸承振動(dòng)的特征。

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