变时间常数的钢水连续测温传感器滞后补偿研究

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1、万方数据AThesisinDetectionTechnologyandAutomaticInstruments1I

2、lllllllllllUlllllllllnllllllllJO123270StudyonHysteresisCompensationofContinuousTemperatureMeasurementSensorwithVariableTimeConstantByChenShanshanSupervisor：ProfessorXieZhiNortheasternUniversityJuly2012万方数

3、据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：乍酝删柏I中日期：砂，)毕莎习万]!}学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学H位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学

4、位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年d学位论文作者签名：翮咐签字日期：劢J>砰莎词右1j导师签名：了午一签字日期：砂，洱多司达碍万方数据东北大学硕士学位论文摘要变时间常数的钢水连续测温传感器滞后补偿研究摘要黑体空腔钢水连续测温系统以其成本低、高精度的优势，取代了消耗型快速热电偶间断式测量钢水温度。其内外两层套管的结构虽然能够有效地延长测温管寿命，但同时却带来了很大的热惯性，导致测温过程存在一定的滞后现象，产生动态误差，进而影响实际生产

5、。本论文以黑体空腔钢水连续测温传感器为研究对象，分析其测温过程中的动态特性以及影响其动态特性的各项因素。由于传感器结构、材料及传感器插入钢水深度等的不确定性、在线辨识困难等原因，得知黑体空腔钢水连续测温传感器无法建立相对准确的基于机理辨识的动态补偿模型，其每根管子的时间常数各不相同，同时随温度变化，所以其动态特性的时间常数为变时间常数，且动态特性是呈明显非线性。神经网络特别适合处理需同时地考虑多种因素以及条件不精确等信息的问题，进而建立了基于BP神经网络的动态补偿模型，近似传感器温升曲线的温度．导数拟合曲线近似线性来确

6、定特征参数。但由于该规律并不适合于所有温升数据，导致补偿结果不稳定，因此在此基础上提出基于神经网络逆系统的动态补偿模型，该方法可以利用神经网络逼近传感器的逆系统，将其补偿成具有线性传递关系的系统，选择适当的训练样本及参数后对模型的训练、测试，选取训练结果好的训练权值建立基于神经网络的预测模型，并通过三层的滤波建立最终的黑体空腔连续测温传感器动态补偿模型。通过对基于BP神经网络的动态补偿模型补偿结果统计分析得知，误差第一次达到±7。C时所用的补偿时间在90s内的数据平均可占总数据的80％，但补偿结果精度较不稳定；而基于神

7、经网络逆系统的动态补偿模型补偿结果误差第一次达到±7。C时所用的补偿时间在90s内的数据占总数据的80％以上。关键词：连续测温；动态补偿；BP神经网络；神经网络逆系统．II．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractStudyonDynamic。-～-，lCompensationotContinuousTemperatureMeasurementSensorwith胁iableTimeConstantAbstractDisposablethermocoupleshavebeenreplacedbytheblackbo

8、dycavitycontinuoustemperaturemeasurementsensorduetoitslowcostandhighaccuracyinthemetallurgicalindustryprocess．Thesensorconsistsoftwolayersforextendingthelifeofthetube，butitwillleadtothermalinertia，SOthatthetemperaturemeasurementsystemmeasurestemperaturesignallag

9、sbehindthetruetemperatureoftheobjectundertest，resultinginthedynamicmeasurementerror,andthenaffecttheactualproduction．Thispaperstudiesthedynamicpropertyoftheblackbodyc