基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的氣體超聲波流量計(jì)安裝效應(yīng)補(bǔ)償研究.pdf

1、隨著天然氣在全球一次消費(fèi)能源占比的不斷提升，天然氣的計(jì)量儀器儀表市場也不斷增大。相對于傳統(tǒng)的計(jì)量儀表，超聲波流量計(jì)具有寬量程比、高可靠性、高計(jì)量精度、無可動部件等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在市場上占有一席之地。我國的天然氣儲備量豐富，自從“西氣東輸”項(xiàng)目開展以來，天然氣市場發(fā)展迅猛。由于我國氣體超聲波流量計(jì)的研究起步較晚，國內(nèi)氣體超聲波流量計(jì)市場長期被外資企業(yè)所壟斷。因此，氣體超聲波流量計(jì)的研發(fā)具有及其重要的戰(zhàn)略意義。
　　氣體超聲波流量計(jì)測量精

2、度的影響眾多，本論文的研究內(nèi)容主要針對安裝效應(yīng)的流場分析及補(bǔ)償。本文在氣體超聲波流量計(jì)安裝效應(yīng)補(bǔ)償?shù)膯栴}中引入了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性擬合能力，通過訓(xùn)練得到聲道和管道平均流速之間的關(guān)系。使用數(shù)值仿真的方式對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對安裝效應(yīng)的補(bǔ)償進(jìn)行了驗(yàn)證，并進(jìn)行了簡單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本課題的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.針對換能器的凹凸安裝和位置偏移的安裝效應(yīng)問題，建立三維模型，利用數(shù)值仿真的方式進(jìn)行了流場的分析。將兩種安裝效

3、應(yīng)對測量精度的影響進(jìn)行可視化處理。并將數(shù)值仿真得到的數(shù)據(jù)使用傳統(tǒng)的權(quán)重系數(shù)法進(jìn)行處理，研究其對安裝效應(yīng)的補(bǔ)償能力。
　　2.根據(jù)氣體超聲波流量計(jì)的實(shí)際問題，選擇合適的隱含層、激活函數(shù)和成本函數(shù)等參數(shù)。針對課題組研制的三聲道的氣體超聲波流量計(jì)構(gòu)建一個BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使用Python編寫相應(yīng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代碼。
　　3.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的氣體超聲波流量計(jì)安裝效應(yīng)補(bǔ)償?shù)尿?yàn)證。將不同安裝效應(yīng)數(shù)值仿真得到的數(shù)據(jù)分成訓(xùn)練組和測試組。使用訓(xùn)練組對