[發明專利]一種基于LMBP神經網絡溫度補償算法

在審

• 申請號: 202110372944.1
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN112990441A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李成德;薄丹丹;佟少強;郭茂林
• 申請（專利權）人: 滬水科技有限公司
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06N3/08;G06F30/27;G01K19/00;G06F113/08;G06F119/08
• 代理公司: 廣東有知貓知識產權代理有限公司 44681
• 代理人: 陳思思

本發明公開了一種基于LMBP神經網絡溫度補償算法，包括以下步驟：包括以下步驟：S1、訓練數據：設計高低兩個類別的LMBP神經網絡溫度補償算法，并進行訓練；S2、樣本數據預處理：進行數據處理，將預測值轉換為對應的流量值；S3、網格參數設計：選定網絡訓練函數，并校正網絡權值和閾；S4、確定隱含層節點個數N擬定為5?14。本發明經LMBP神經網絡補償后，小流量點處流量計量相對誤差波動性明顯減小，全量程范圍內流量計量相對誤差均在合格范圍以內，流量計量幾乎不受溫度影響，補償效果較好，LMBP神經網絡溫度補償算法相比現有的查表修正算法能夠更準確地預測計量流量，補償性能穩定。

技術領域

本發明涉及流量計量技術領域，尤其涉及一種基于LMBP神經網絡溫度補償算法。

背景技術

目前，我國供熱計量系統中90％以上為各型號的超聲波式熱量表，時差法以其可測精確度高、量程比大而廣泛應用于超聲波式熱量表流量計量中。時差法超聲波熱量表通過測量超聲波沿順水流方向與逆水流方向傳播時間的差值來計量流量，結合流體溫度計算出熱量。因此，流量計量精確度是決定超聲波式熱量表計量特性的關鍵環節。受流體溫度影響超聲波傳播速度具有非線性特征，是目前影響超聲波熱量表流量計量精度的最主要原因。

目前超聲波熱量表普遍采用的查表溫度修正算法存在問題如下：

1、固件設計時溫度補償多采用查表法；

2、超聲波熱量表計量精度受流體溫度影響較大；

3、超聲波熱量表計量重復性差；

4、高溫小流量、低溫小流量計量精度不高；

為此，我們提出了一種基于LMBP神經網絡溫度補償算法來解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種基于LMBP神經網絡溫度補償算法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于LMBP神經網絡溫度補償算法，包括以下步驟：

S1、訓練數據：設計高低兩個類別的LMBP神經網絡溫度補償算法，并進行訓練；

S2、樣本數據預處理：進行數據處理，將預測值轉換為對應的流量值；

S3、網格參數設計：選定網絡訓練函數，并校正網絡權值和閾；

S4、確定隱含層節點個數N擬定為5-14；

S5、網絡訓練結構：訓練并輸出網絡的權值矩陣和閾值矩陣；

S6、溫度補償模型：通過LMBP神經網絡溫度補償算法結構，得出預測流量值；

S7、低流量區域溫度補償建模：根據LMBP神經網絡溫度補償算法原理建立溫度和計量流量與實際流量之間的映射關系；

S8、高流量區域溫度補償建模：得到高流量區域輸入層與隱含層及隱含層與輸出層之間的權值和閾值矩陣；

S9、補償算法移植：將計量到的流量值輸入到LMBP神經網絡中，通過預測運算達到補償流量計量的目的。

優選地，所述流量測量區域包括流量管，所述流量管內底部兩側分別固定有第一反射柱反射面和第二反射柱反射面，所述第一反射柱反射面和第二反射柱反射面的上端均傾斜設置，所述第一反射柱反射面和第二反射柱反射面的傾斜端相對設置，所述流量管的上端兩側第一超聲波換能器和第二超聲波換能器，所述第一超聲波換能器和第二超聲波換能器分別位于第一反射柱反射面和第二反射柱反射面的上端。