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大口径管道流量测量中的数据处理和通讯模块开发

作　者: 汪志学
导　师: 朱小良
学　校: 东南大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 均速管流量系数封闭管道内速度分布小脑神经网络动态补偿非线性补偿流量测量 CAN总线实时操作系统
分类号: TH814
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 138次
引　用: 1次
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内容摘要

凝汽器优化运行是目前火电机组经济性研究热点之一,而获得准确的循环水流量是优化运行的关键,论文研究火电机组循环水流量测量具有重要的理论和实际意义。均速管流量检测系统的测量精度和检测元件的确定与管道内流速分布相关,论文首先根据流体动量交换的理论,对封闭管道内流体微元进行受力分析,提出忽略紧贴管壁处的流体速度,采用两段式速度分布公式描述管内充分发展的紊流速度分布。并在此基础上采用求取平均速度点和切比雪夫近似积分的方法确定了总压测点位置以及检测元件的形状。其次,针对均速管流量检测系统取压孔易堵塞的问题,提出通过增加机械装置防止取压孔堵塞的设想。流量系数是提高测量精度的关键。论文分析了流量系数的非线性问题。指出传统方法将该系数作为定值处理时,存在提高测量精度将导致可测量范围降低的缺陷。提出使用小脑神经网络自适应调整流量系数的方法,并且针对流量检测传感器差压输出变化范围较小的特点,对小脑神经网络的映射过程做了简化——将理想存储空间作为流量系数神经网络模型权值存储空间,降低了运算量,提高了循环水流量测量精度和可测量范围。最后,根据均速管流量检测系统的要求完成了硬件和软件系统的开发。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
绪论  8-14
  1.1 立题背景  8
  1.2 当前使用的大口径管道流量检测仪表存在的问题  8-10
  1.3 目前传感器动态和非线性补偿的主要方法  10-12
  1.4 论文的主要研究内容  12-14
第二章封闭管道内的流速分布分析以及检测传感器的研究  14-25
  2.1 封闭管道内流速分布分析  14-19
    2.1.1 管内流速分布的不稳定性问题  14
    2.1.2 管内充分发展的紊流速度分布  14-17
    2.1.3 检测传感器的选择及其原理  17-19
  2.2 检测传感器总压检测点位置与检测元件几何形状的研究  19-23
    2.2.1 检测传感器总压检测点位置的研究  19-22
    2.2.2 检测元件几何形状的研究  22-23
  2.3 检测传感器取压孔的防堵措施  23-25
第三章基于神经网络的流量系数自适应调整方法  25-36
  3.1 流量系数的非线性问题分析  25-27
  3.2 基于小脑模型神经网络的流量系数自适应调整方法  27-34
    3.2.1 神经网络的非线性动态系统建模方法  27-29
    3.2.2 CMAC网络结构及其算法  29-34
  3.3 均速管流量检测系统仿真实验  34-36
第四章大口径管道流量检测传感器的动态和非线性补偿算法  36-45
  4.1 流量检测传感器的动态补偿算法  36-40
    4.1.1 流量检测系统中电容式差压传感器的动态模型  36-37
    4.1.2 传统方法改善动态响应存在的问题  37-38
    4.1.3 流量检测传感器的非线性动态补偿方法  38-39
    4.1.4 流量检测传感器动态补偿仿真实验  39-40
  4.2 流量检测系统中的非线性补偿算法  40-45
    4.2.1 非线性系统的逆模性建模条件  40-41
    4.2.2 非线性系统的神经网络逆模型建立方法  41-42
    4.2.3 基于小脑神经网络的铂电阻温度传感器非线性补偿算法  42-45
第五章大口径管道流量检测系统硬件  45-53
  5.1 流量检测的硬件系统  45-47
  5.2 CAN总线通讯接口  47-48
  5.3 数据采集模块  48-50
  5.4 人机接口模块  50-53
第六章大口径管道流量检测系统软件  53-63
  6.1 流量检测系统的软件设计  53-55
  6.2 μC/OS－Ⅱ嵌入式实时操作系统的移植和裁剪  55-60
  6.3 流量检测软件系统各个任务模块功能  60-63
第七章论文总结与进一步研究内容  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间发表的论文  68

大口径管道流量测量中的数据处理和通讯模块开发

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