电动燃气调压器气压检测的信息融合研究

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近年来,天然气的开发利用对我国经济发展和环境保护发挥了重要作用。燃气调压器是城市燃气输配系统的重要设备之一,是实现优质高效地利用天然气资源的关键环节。传统的燃气调压器,一般采用机械式调压原理,调压精度不高,使得燃气的燃烧不够充分,造成能源浪费和环境污染,甚至诱发供气安全问题。为了从根本上解决现有机械燃气调压器存在的问题,电动调压是未来燃气调压器发展的主要趋势。在电动燃气调压模式中,为最终实现电动自适应调压提供可靠的原始数据,燃气调压器进出口压力的精确检测是确保电动调压性能的关键环节。本文在深入研究现有压力检测方法和压阻式压力传感器工作原理等相关技术的基础上,结合电动燃气调压器进出口处压力检测的实际应用需求,提出一种基于智能气压传感器阵列的多源信息融合检测方案,具体分析传感器阵列的构建策略,重点研究气压检测系统的信息融合算法,以提高压力检测的准确度和可靠性。本文的主要研究工作有:①构建电动燃气调压器进出口处压力检测的智能气压传感器阵列。在深入研究压阻式压力传感器的基本结构和工作原理的基础上,分析压力传感器固有的静态特性,构建具有温度自补偿功能的智能气压传感器;再考虑到单个智能气压传感器体积和调压器进出口的横截面积大小等实际应用需求,以单个智能气压传感器为基本元素,构建4×4智能气压传感器阵列。②电动燃气调压器进出口压力检测的信息融合算法研究。根据构建的智能气压传感器阵列特性,进一步研究RBF神经网络算法和自适应加权算法,提出了一种适用于电动燃气调压器进出口压力检测的信息融合算法。该算法采用改进的动态最近邻聚类算法训练RBF神经网络完成异质传感器信息融合和自适应加权算法完成同质传感器信息融合。③智能气压传感器阵列的信息融合算法仿真分析。对三种异质传感器信息融合算法进行仿真和横向分析比较,在此基础上,与同质传感器信息融合算法进行纵向分析比较,验证本文提出的信息融合算法的性能。理论分析和仿真实验结果表明:本文提出的基于智能气压传感器阵列的多源信息融合检测方案能够提高燃气调压器进出口压力检测的准确度和可靠性,为电动燃气调压提供强有力的技术支撑。
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