基于彩色數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鍋爐燃燒診斷研究.pdf

1、數(shù)字圖像型火檢是目前鍋爐燃燒診斷的主要發(fā)展方向。其關(guān)鍵是如何對(duì)火焰圖像進(jìn)行處理,提取出火焰圖像的特征參量。當(dāng)前圖像型火檢主要研究方向是尋找新的理論和方法來(lái)對(duì)火焰圖像進(jìn)行處理,研究如何提取火焰圖像的特征參量來(lái)表征燃燒特征,研究如何根據(jù)燃燒診斷的需要選取、融合火焰圖像的特征參量,從而進(jìn)一步提高診斷系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、通用性。 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)是目前圖像處理領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的一種理論,彩色數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)是當(dāng)前重點(diǎn)研究方向。本論文從圖像處理的角度,首次

2、將數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)理論引入鍋爐燃燒診斷領(lǐng)域。論文具體內(nèi)容如下： 1、闡述數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本理論--二值數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和灰度數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)。分別從二值數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和灰度數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)兩個(gè)方面,對(duì)如何選取合適的結(jié)構(gòu)元素和形態(tài)學(xué)算子來(lái)提取火焰圖像的邊緣和骨架進(jìn)行了詳盡研究,并得出火焰圖像的二值和灰度形態(tài)特征參量； 2、引入矢量排序思想,建立起新的彩色數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)理論--矢量彩色形態(tài)學(xué)。矢量彩色形態(tài)學(xué)在對(duì)圖像進(jìn)行形態(tài)變換時(shí),不會(huì)產(chǎn)生顏色的失真。針對(duì)火焰

3、圖像的彩色邊緣和骨架的提取,研究了如何選取結(jié)構(gòu)元素和構(gòu)造形態(tài)學(xué)算子,并得出表征火焰圖像的彩色形態(tài)特征參量； 3、介紹了自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)--ANFIS模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本思想和原理。研究了火焰圖像的灰度形態(tài)特征參量和彩色形態(tài)特征參量的融合問(wèn)題,用以指導(dǎo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入的構(gòu)造； 4、分別基于火焰圖像灰度形態(tài)特征參量和彩色形態(tài)特征參量,應(yīng)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了鍋爐燃燒診斷研究。研究結(jié)果表明,基于灰度形態(tài)特征參量的模式識(shí)別雖能準(zhǔn)確識(shí)別

4、熄火工況(ON/OFF),但對(duì)穩(wěn)定和不穩(wěn)定燃燒的識(shí)別不理想；基于彩色形態(tài)特征參量的模式識(shí)別能夠準(zhǔn)確識(shí)別穩(wěn)定燃燒、不穩(wěn)定燃燒和熄火三種模式； 5、論文研究結(jié)果表明,基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的燃燒診斷系統(tǒng)無(wú)需事先定義圖像處理區(qū)域,很好地解決了火焰的漂移,卷吸和偷看等難題； 6、對(duì)Kolmogorov復(fù)雜性測(cè)度的計(jì)算及實(shí)際遇劍的問(wèn)題作了研究分析,指出了復(fù)雜性測(cè)度與計(jì)算頻率及信號(hào)幅值大小的關(guān)系。提出了改進(jìn)的Kolmogorov復(fù)雜性測(cè)度算