基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的噴射器性能預(yù)測(cè)及優(yōu)化研究.pdf

1、能源危機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今世界各國(guó)最關(guān)注的問(wèn)題之一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是空調(diào)的普及，建筑能耗越來(lái)越高。在我國(guó)，制冷空調(diào)能耗已經(jīng)占到了總能耗的五分之一左右。每年夏天，各地電網(wǎng)都面臨著用電高峰的考驗(yàn)。如果能夠減少制冷空調(diào)能耗，那么這將大大緩減我國(guó)的能源危機(jī)，而這對(duì)我國(guó)節(jié)能減排工作的開展將起到重要的推進(jìn)作用。蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)有希望解決上述問(wèn)題。
　　 蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)沒有運(yùn)動(dòng)部件，基本不需要用電。如果用太陽(yáng)能、廢熱以及地?zé)岬饶茉粗迫≈?/p>

2、冷劑蒸汽，那么這種噴射式制冷系統(tǒng)將會(huì)即節(jié)能又環(huán)保。但是，傳統(tǒng)噴射式制冷系統(tǒng)的COP很低，因此蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)的發(fā)展受到了很大的限制。噴射器是蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)的核心部件。如果能提高噴射器的工作性能，那么這將大大提高蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)的COP。因此，對(duì)噴射器加以重點(diǎn)研究顯得尤為重要。
　　 迄今為止，對(duì)各種噴射器性能的理論分析、特別是設(shè)計(jì)和運(yùn)行實(shí)踐，最終仍然需要用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。但是噴射器的實(shí)驗(yàn)相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，代價(jià)也不小。如果

3、在部分噴射器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的預(yù)測(cè)模型能用于同類或同系列的噴射器性能預(yù)測(cè)，那么這對(duì)噴射器的研究開發(fā)、設(shè)計(jì)和運(yùn)行將有很大幫助，同時(shí)對(duì)節(jié)約時(shí)間和費(fèi)用、拓展適用參數(shù)范圍，都有很大的實(shí)際意義。噴射器性能與其本身結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行工況的關(guān)系是高度非線性的，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型很適合模擬非線性系統(tǒng)。用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)噴射器性能是一種全新的研究噴射器性能的方法。
　　 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸函數(shù)和學(xué)習(xí)方法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)速度和預(yù)測(cè)精度都有重要影響。在本文中，引用了

4、三種小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這三種小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱含層傳輸函數(shù)分別為Morlet、Mexi-hat和Gaussl小波基函數(shù)。數(shù)值實(shí)驗(yàn)證明，這三種小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)速度和預(yù)測(cè)能力都高于傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能有重大影響，通過(guò)反復(fù)嘗試，找到了用于噴射器性能預(yù)測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)隱含層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)問(wèn)題本質(zhì)上是一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題。傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方法存在學(xué)習(xí)速度慢，易陷入局部極小值的缺點(diǎn)。蟻群優(yōu)化方法是一種新的全局優(yōu)化算法

5、。在本文中，首次嘗試將兩種連續(xù)蟻群優(yōu)化算法CACS和ACOR作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方法，提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)速度和預(yù)測(cè)能力。正則化方法能有效提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力。數(shù)值模擬結(jié)果顯示，正則化方法和蟻群算法相結(jié)合能夠提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)精度。
　　 本文在大量噴射器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，得到了能夠預(yù)測(cè)噴射器性能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。數(shù)值模擬結(jié)果顯示，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)噴射器性能的預(yù)測(cè)能力優(yōu)于理論計(jì)算。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)噴射器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)