基于支持向量機(jī)的爐膛火焰溫度場(chǎng)測(cè)量研究.pdf

1、隨著人們對(duì)用電需求量日益增加，電力使用已經(jīng)滲透到人們生活的每個(gè)方面。電站鍋爐安全運(yùn)行問(wèn)題一直是電力行業(yè)研究的重點(diǎn)，它關(guān)系到每個(gè)人的切實(shí)利益。然而由于鍋爐溫度檢測(cè)技術(shù)不夠先進(jìn)，安全隱患仍然存在，先進(jìn)有效的火焰溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)對(duì)于研究電站鍋爐運(yùn)行安全具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。準(zhǔn)確地檢測(cè)火焰溫度場(chǎng)是燃燒診斷的核心。傳統(tǒng)的爐膛溫度場(chǎng)計(jì)算，是基于機(jī)理建模方法建立火焰溫度與輻射圖像間的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)求解大型矩陣方程的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而由于實(shí)際工業(yè)過(guò)

2、程往往表現(xiàn)為多輸入、多輸出、強(qiáng)非線性、強(qiáng)耦合等特性，爐膛內(nèi)的某些參數(shù)(如煙黑濃度分布，壁面的散射率等)難以確定，基于機(jī)理建模的測(cè)溫方法存在著局限性。支持向量機(jī)(SVM)是以統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)的一種新型機(jī)器學(xué)習(xí)算法，因?yàn)槠淞己玫姆蔷€性函數(shù)擬合和泛化能力，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于系統(tǒng)辨識(shí)、智能建模等領(lǐng)域。因此本文嘗試將支持向量機(jī)辨識(shí)方法引入到鍋爐燃燒系統(tǒng)建模中來(lái)，努力提出一種簡(jiǎn)便易行的爐膛火焰溫度場(chǎng)測(cè)量方法，具體研究?jī)?nèi)容如下所示：
　　(1)

3、探討了電站鍋爐火焰燃燒的特點(diǎn)，火焰輻射成像的基本原理，基于機(jī)理建模的溫度檢測(cè)方法。深入學(xué)習(xí)了機(jī)器學(xué)習(xí)理論、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論、支持向量機(jī)理論。結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)鍋爐燃燒狀況，對(duì)將支持向量機(jī)應(yīng)用于火焰溫度場(chǎng)檢測(cè)的可行性進(jìn)行論證。
　　(2)火焰溫度檢測(cè)系統(tǒng)為多輸入多輸出系統(tǒng)，而支持向量回歸機(jī)一般適用于單輸出的情況。本文使用一種多輸入多輸出支持向量機(jī)回歸模型算法來(lái)解決這一問(wèn)題。通過(guò)求解線性和非線性情況下的函數(shù)回歸的基本解，進(jìn)而構(gòu)造出多輸出支持向量

4、機(jī)回歸估計(jì)函數(shù)。
　　(3)對(duì)支持向量機(jī)核函數(shù)的選擇進(jìn)行研究。目前較為常用的核函數(shù)為高斯徑向基核函數(shù)，它在模式識(shí)別與回歸分析中都表現(xiàn)出了良好的映射性能，但是徑向基不是一個(gè)完備基，不能較好地對(duì)任意信號(hào)逼近，特別是對(duì)邊界處逼近和多尺度信號(hào)逼近。本文利用小波良好的時(shí)頻多分辨特性及逼近特性，構(gòu)造基于Marr小波核函數(shù)和多尺度核函數(shù)，通過(guò)仿真試驗(yàn)分析，在泛化性能和訓(xùn)練時(shí)間方面優(yōu)于傳統(tǒng)徑向基核函數(shù)，同時(shí)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)核函數(shù)在逼近性能方面的不足，較