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基于神经网络的电磁相关传感器电极结构优化方法研究

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 电磁相关传感器电极结构优化技术研究现状

1.2.2 人工神经网络建模技术研究现状

1.3本文的主要内容及组织结构

第2章 基于FLUNT电磁相关传感器电极结构仿真分析

2.1电磁相关流量测量传感器的理论基础

2.2基于FLUNT的传感器电极结构仿真模型

2.2.1 电磁相关传感器物理模型

2.2.2 电磁相关传感器电极结构优化的评价指标

2.2.3 电磁相关传感器电极模型仿真步骤

2.3电磁相关传感器电极结构参数有限元仿真分析

2.3.1电磁相关传感器管内半径变化仿真结果

2.3.2电磁相关传感器电极位置变化仿真结果

2.4 本章小结

第3章 基于神经网络电磁相关传感器电极结构模型构建

3.1基于RBF神经网络拟合非线性模型的基本思想

3.1.1 RBF神经网络的组成和结构

3.1.2 RBF神经网络拟合非线性模型的方法

3.2 基于RBF神经网络的电磁传感器电极结构模型

3.2.1 基于 RBF神经网络电极结构特征参数提取

3.2.2 电磁传感器电极结构RBF神经网络模型

3.3 本章小结

第4章 基于燕群算法电磁相关传感器电极结构优化设计

4.1基于燕群算法电磁相关传感器电极结构优化的原理和步骤

4.1.1基于燕群优化算法的传感器电极结构优化设计原理

4.1.2基于燕群优化算法的传感器电极结构优化设计的步骤

4.2 电磁相关传感器电极结构优化设计结果分析

4.2.1权值分配以及归一化

4.2.2最优化结果

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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摘要

电磁相关流量测量传感器在油井测量领域应用广泛,而决定电磁相关流量测量传感器精度的关键部件是电磁相关传感器电极结构,因此对电磁传感器电极结构优化方法的研究很有必要。但是传统的电磁相关流量测量传感器电极结构设计只通过经验大体设计,电磁传感器电极结构存在着很大的缺陷。为解决这一问题以便研制出精度更高的电磁相关流量测量传感器,本文提出了一种新的电磁相关流量测量传感器电极结构设计方法。
  首先构建了电磁相关流量测量传感器FLUNT仿真模型。依据电磁相关传感器电极物理结构,使用FLUNT有限元分析软件建立传感器电极结构仿真模型,并据此研究当电磁相关传感器电极的上下游距离和管道内径发生变化时,流过传感器流体的实际流速和相关流速的误差呈现出的变化情况,在此基础上,使用流体速度云图和MATLAB软件对电磁相关流量测量传感器流体流速数据进行计算和分析。
  其次,建立了电磁相关传感器电极结构的神经网络模型。通过将FLUNT仿真和MATLAB计算得到的样本数据输入到径向基神经网络中,训化修正神经网络得到电磁相关传感器电极结构模型,克服了实验条件下资源有限以及真实环境中实际数据难以获得的缺点。
  最后,研究了基于燕群优化算法的电磁相关传感器电极结构的优化方法。将构建的电磁相关传感器电极结构神经网络模型进行权值分配,采用优化适应度评价函数验证燕群优化算法,利用燕群优化算法搜索非线性系统模型实际流速和相关流速误差的最优参数解,完成对电磁相关传感器电极结构的优化。

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