[發(fā)明專利]一種電子設(shè)備艙內(nèi)設(shè)備溫度預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711296297.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN108133085B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲洪權(quán);付碩;田青;趙偉航;王彥平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06N3/08
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

本發(fā)明提供一種電子設(shè)備艙內(nèi)設(shè)備溫度預(yù)測(cè)方法，包括：基于電子設(shè)備艙的設(shè)備類型，獲取所述設(shè)備類型對(duì)應(yīng)的各個(gè)類型的溫度變量數(shù)據(jù)流，所述溫度變量數(shù)據(jù)流包括設(shè)備溫度數(shù)據(jù)流；基于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的滑動(dòng)窗口，在每個(gè)類型的溫度變量數(shù)據(jù)流中截取出每個(gè)類型的溫度變量數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的窗口數(shù)據(jù)；將所有類型的溫度變量數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的窗口數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本集對(duì)隨機(jī)向量功能網(wǎng)絡(luò)RVFL進(jìn)行訓(xùn)練，得到設(shè)備溫度預(yù)測(cè)模型；將所述滑動(dòng)窗口在所述設(shè)備溫度數(shù)據(jù)流中按照所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度滑動(dòng)，基于所述設(shè)備溫度預(yù)測(cè)模型，計(jì)算滑動(dòng)后窗口內(nèi)包含的設(shè)備溫度的預(yù)測(cè)值。本發(fā)明提供的方法預(yù)測(cè)溫度誤差較小，準(zhǔn)確性較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電子設(shè)備艙內(nèi)設(shè)備溫度預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

內(nèi)置有各種電子、激光、雷達(dá)等設(shè)備的電子設(shè)備艙越來越多的被采用。這些電子設(shè)備的性能和可靠性對(duì)溫度、濕度等環(huán)境條件有強(qiáng)烈的依賴關(guān)系。為保證這些電子設(shè)備在干燥、清潔、溫度適宜的環(huán)境中可靠工作，會(huì)設(shè)置環(huán)境控制系統(tǒng)將艙內(nèi)溫度控制在一定范圍內(nèi)。因此必須進(jìn)行電子設(shè)備艙內(nèi)熱環(huán)境的分析，建立傳熱模型預(yù)測(cè)艙內(nèi)溫度為環(huán)控系統(tǒng)提供支持。

環(huán)控系統(tǒng)開啟后電子設(shè)備艙室內(nèi)的傳熱過程主要為對(duì)流傳熱過程和導(dǎo)熱過程，此兩種傳熱過程的控制方程都是非線性的微分方程，不可直接求解。目前采用過的建立熱模型的方法有兩種：分布參數(shù)法和集總參數(shù)法。分布參數(shù)模型通過有限元法通過數(shù)值近似和離散化實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)溫度的分布和預(yù)測(cè)。可其特點(diǎn)在于：邊界條件、物性參數(shù)、傳熱和阻力計(jì)算準(zhǔn)則等參數(shù)都實(shí)現(xiàn)了局部化，能夠得到電子設(shè)備艙室內(nèi)更加準(zhǔn)確的傳熱和熱學(xué)特性，但是計(jì)算成本太高，應(yīng)用面窄。所以在實(shí)際應(yīng)用中，多采用集總參數(shù)法通過適當(dāng)?shù)募僭O(shè)和簡(jiǎn)化，將電子設(shè)備等效為內(nèi)部物性均勻的熱節(jié)點(diǎn)。降低非線性方程的應(yīng)用難度，建立集總參數(shù)模型。但其不能很好表征艙內(nèi)非線性的溫變過程，預(yù)測(cè)精度差。

現(xiàn)有的技術(shù)存在的主要問題是計(jì)算成本高難以實(shí)現(xiàn)以及計(jì)算誤差太大，不能自適應(yīng)的準(zhǔn)確描述復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化的傳熱過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種電子設(shè)備艙內(nèi)設(shè)備溫度預(yù)測(cè)方法，包括：

步驟S1、基于電子設(shè)備艙的設(shè)備類型，獲取所述設(shè)備類型對(duì)應(yīng)的各個(gè)類型的溫度變量數(shù)據(jù)流，所述溫度變量數(shù)據(jù)流包括設(shè)備溫度數(shù)據(jù)流；

步驟S2、基于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的滑動(dòng)窗口，在每個(gè)類型的溫度變量數(shù)據(jù)流中截取出每個(gè)類型的溫度變量數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的窗口數(shù)據(jù)；

步驟S3、將所有類型的溫度變量數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的窗口數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本集對(duì)隨機(jī)向量功能網(wǎng)絡(luò)RVFL進(jìn)行訓(xùn)練，得到設(shè)備溫度預(yù)測(cè)模型；

步驟S4、將所述滑動(dòng)窗口在所述設(shè)備溫度數(shù)據(jù)流中按照所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度滑動(dòng)，基于所述設(shè)備溫度預(yù)測(cè)模型，計(jì)算滑動(dòng)后窗口內(nèi)包含的設(shè)備溫度的預(yù)測(cè)值。

其中，所述方法還包括：

對(duì)每個(gè)類型的溫度變量數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的窗口數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波和歸一化處理；

將低通濾波和歸一化后的數(shù)據(jù)輸入RVFL中進(jìn)行訓(xùn)練。

其中，步驟S3之前所述方法還包括：

計(jì)算每個(gè)窗口內(nèi)包含的設(shè)備溫度數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值和設(shè)備溫度數(shù)據(jù)流的實(shí)際獲取值之間的平均相對(duì)誤差；

若所述平均相對(duì)誤差大于預(yù)設(shè)閾值，更新所述訓(xùn)練樣本集重新對(duì)RVFL訓(xùn)練。

其中，所述計(jì)算每個(gè)窗口內(nèi)包含的設(shè)備溫度數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值和設(shè)備溫度數(shù)據(jù)流的實(shí)際獲取值之間的平均相對(duì)誤差，具體包括：

其中，Z為窗口內(nèi)包含的數(shù)據(jù)量，T_exp,i為所述第i個(gè)實(shí)際獲取值，T_sim,i為所述第i個(gè)預(yù)測(cè)值，為所述平均相對(duì)誤差。

其中，步驟S1包括：