[發明專利]一種基于DSP飛灰含碳量測量的實時多任務調度方法

有效

• 申請號: 201810366253.9
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108982308B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 弋英民;稅瑩
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G06F9/48;G06F9/50;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

1.一種基于DSP飛灰含碳量測量的實時多任務調度方法，其特征在于：

步驟1：采用BP神經網絡算法實現飛灰含碳量的在線測量；

步驟2：將BP神經網絡算法移植至DSP數字信號處理器中，進行參數在線訓練、飛灰含碳量在線測量；

步驟3：采用Protothread多線程模型實現實時任務與非實時任務同時進行；

所述飛灰含碳量的在線測量方法為BP神經網絡算法，記c為飛灰的含碳量，N為管道內飛灰樣本的濃度，則飛灰流經管道時所產生的靜電信號大小與c、N成非線性關系，基于靜電傳感器采集一段時間管道內飛灰所攜帶的靜電信號序列，記為其中為該c、N下第k次采集的飛灰樣本所攜帶的靜電信號值，K為該時間段內采集信號的最大次數；求得該含碳量c、濃度N下飛灰的信號能量，記為f(c,N)，則飛灰樣本的信號能量f(c,N)與c、N成非線性關系，構建輸入為信號能量、濃度，輸出為飛灰含碳量，隱含層層數為6的三層BP神經網絡以實現飛灰含碳量的在線測量，其步驟包括以下兩步：

步驟A：參數在線訓練：BP神經網絡參數訓練包括兩個過程，即正向傳播與反向傳播過程，輸入信號經隱含層、輸出層正向傳播得到網絡輸出，與目標輸出相比產生誤差信號，進行反向傳播，不斷調整網絡參數，直至全局誤差小于可接受誤差或達到最大迭代次數，訓練完成，保存網絡參數，得到預測函數；

步驟B：飛灰含碳量在線測量：對于未知含碳量的飛灰樣本，設其含碳量為c_p，DSP采集模塊實時采集管道內飛灰樣本濃度，記為N_q，并采集一段時間內管道中飛灰樣本的交流靜電信號序列求信號能量對f(c_p,N_q)、N_q進行歸一化處理，作為預測函數的輸入值，即可通過預測函數輸出未知飛灰樣本的含碳量測量值c_p；

所述步驟3實時任務即飛灰含碳量在線測量、非實時任務即參數在線訓練；

所述步驟3采用Protothread多線程模型是一種純C語言實現，無硬件支持，耗費內存資源小，支持阻塞操作，不使用堆棧的線程模型，其多任務調度要求及模型思想如下：

多任務調度要求：實時任務飛灰含碳量在線測量的運行時間記為T₁，響應時間記為T₂，非實時任務參數在線訓練的運行時間記為T₃，T₃＞＞T₂，響應時間無要求；

模型思想：將非實時任務劃分為若干步，且每步運行時間不超過T₄，T₄時間可視T₂而定，若T₂為100ms，則T₄設為60ms-80ms；首先初始化2個Prototheread阻塞變量pt1、pt2以及定時器T，先執行實時任務，執行完成釋放執行權限，讓非實時任務執行，非實時任務每執行一步前，需檢查該步的運行時間是否小于T₂，一旦發現T₂時間內不夠執行1步時，則阻塞運行并讓出執行權限給實時任務，響應時間到，即T＝T₁+T₂時，定時器清0，執行實時任務，直至停止操作位stop＝1。