BP网络在火箭尾焰测温中的应用研究

论文摘要

固体火箭发动机热试验时,温度测量在总的测量工作中占有重要地位。通过对火箭发动机喷口火焰温度的定性或定量测定,对于观察和分析发动机的燃烧过程、燃烧流场和燃烧产物的内在特性,建立合理的燃烧模型、进行精确的计算机模拟分析都有着重要的指导作用;可以对喉衬材料的选取、推进剂配方的研究、改善药柱设计、增加比冲的研究具有重要的意义。应用神经网络技术研究固体火箭尾焰真温测量,对于提高我国火箭发动机尾焰温度诊断水平;对科学确定火箭的使用寿命有着重大的战略意义和现实巨大的经济价值。多光谱辐射测温需要解决目标的辐射量和真温之间的非线性映射关系。本文以神经网络的强大的学习功能和卓越的输入输出映射特性在多变量函数上的逼近功能应用于多光谱多波长测温上,处理火焰的测量存在的非线性关系,克服了以往需要假设发射率与波长函数关系以及光导纤维分光、干涉滤光片限定的工作波长和受光谱发射率影响的缺点,可用于自动识别大多数工程材料的真温及光谱发射率,大大提高了温度测量的准确性。

论文目录

• 提要
• 第一章 引言
• 1.1 火焰温度测量的重要性
• 1.2 火焰的分类及特性
• 1.3 火焰温度测量方法
• 1.3.1 接触法
• 1.3.2 非接触测温法
• 1.4 有关辐射测温的国内外研究现状
• 1.5 本章小结
• 第二章 辐射测温原理研究
• 2.1 理论基础
• 2.1.1 热辐射的重要参数
• 2.1.2 辐射能的分配
• 2.1.3 基尔霍夫定律
• 2.2 黑体辐射定律
• 2.2.1 普朗克定律（单色辐射强度定律）
• 2.2.2 维恩位移定律
• 2.2.3 斯特藩-玻尔兹曼定律
• 2.3 本章小结
• 第三章 多光谱温度测量方法
• 3.1 固体火箭推进剂尾焰的辐射特性
• 3.2 固体火箭推进剂的分类及燃烧产物
• 3.2.1 气态燃烧产物的辐射特性
• 3.2.2 凝聚相燃烧产物的辐射特性
• 3.3 多光谱温度测量方法
• 3.3.1 多波长温度测量方法
• 3.3.2 多谱段温度测量方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 神经网络在多光谱测温中的研究
• 4.1 多光谱测温的数学模型
• 4.2 BP 网络在多光谱测温中的研究
• 4.2.1 BP 网络基本原理
• 4.2.2 典型的BP 模型和学习算法
• 4.2.3 网络的结构与设计
• 4.2.4 输入数据的设计与准备
• 4.2.5 检验与产品数据的设计
• 4.2.6 网络的初始化
• 4.2.7 网络的训练与测试
• 4.3 BP 神经网络在辐射测温中的仿真研究
• 4.3.1 梯度下降法与最小二乘法的比较
• 4.3.2 噪声对温度测量的影响
• 4.3.3 基于 BP 网络的二次辨识方法
• 4.4 基于BP 网络的实测数据的处理结果
• 4.5 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 中文详细摘要
• Abstract
• 致谢