基于正则化的LANDWEBER电容层析成像图像重建算法研究

在分析电容成像基本原理和图像重建算法基础上,针对Landweber迭代算法收敛速度慢,本文提出一种基于Tikhonov正则化算法的Landweber迭代法.算法采用Tikhonov正则化算法代替LBP算法作为Landweber迭代法的起始步,并推导出相应的优化迭代步长.经仿真验证,该算法在图像重建收敛速度和抗干扰能力上要高于Landweber迭代法.     

基于贝叶斯理论的电容层析成像图像重建迭代算法

提出了一种基于贝叶斯理论的电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)图像重建算法。与现有的ECT图像代数重建算法不同,该算法将介质分布的先验信息和噪声信息等统计信息引入到ECT图像重建中。文中针对5种典型介质分布进行了数值仿真实验,结果表明该算法对于两相流中不同的介质分布均具有良好的适应性。迭代步数和先验概率的协方差取值对图像重建结果有较大影响。在迭代过程中,该算法所需的增益矩阵的更新不依赖于输入,因而可以离线预先计算,从而减小图像重建的计算压力,提高该算法重建速度。     

基于改进Runge-Kutta型landweber的电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像(ECT)技术中的"软场"效应和病态问题,提出了一种改进的RungeKutta型landweber的电容层析成像算法。在分析ECT系统基本原理的基础上,推导出了解决电容层析成像问题的改进Runge-Kutta型landweber算法的数学模型,并采用迭代误差的单调性对算法的收敛性进行了分析。在此基础上探讨了ECT应用该算法的可行性,算法满足收敛条件且重建图像误差小。仿真和实验结果表明,该算法和LBP、landweber、最速下降法和共轭梯度算法相比,该算法兼备成像质量高、稳定性好等优点。     

基于敏感场变换的电容层析成像图像重建算法研究

快速而又具有一定精度的图像重建算法是电容层析成像(ECT)技术的关键。本文采用有限元方法,通过对敏感场机理的分析,提出一种基于敏感场变换的ECT图像重建新算法,通过对敏感场进行变换来提高电容传感器在管道中心区域的灵敏程度,从而提高管道中心区域的图像重建精度。该算法应用敏感场信息的部分数据和全部数据分别进行一次图像重建,将2次重建得到的图像进行组合得到最终重建图像。仿真和实验表明该算法能够快速而又较高精度的重建出两相流断层图像,尤其是在管道中心区域,图像重建精度有了较大提高。     

电磁层析成像图像重建算法

电磁层析成像因其非侵入性、安全性能佳和速度快等特点在多相流在线检测中具有良好的发展前景,电磁层析成像中的重建算法与技术,是其在工业实际中得以应用的关键。近年来在图像重建方面的研究取得了较大的进展,灵敏度系数法,线性反投影(LBP)法,Tikhonov正则化法及ART法,同步代数重建法(SIRT)算法,Newto-Raphson法,Landweber迭代法等等。此外,对神经网络等新出现算法在EMT图像重建中的应用取得了一定的成果。本文对各种算法作了一定的评述。     

基于改进极小范数解的电容层析成像图像重建算法

提出了一种新的电容层析成像图像重建算法。在分析极小范数解的基础上，针对电容层析成像(ECT)逆问题的特点，利用正则技巧对其进行改进，并利用奇异值分解定理分析了这种改进的数值稳定作用。在此基础上，利用加权技巧建立新的目标泛函进一步改进极小范数解，并在求解该泛函的过程中采用正则技巧确保数值解的稳定性。数值实验表明，该算法是有效的，能够有效地克服ECT图像重建的数值不稳定性；而且该算法计算直接、无需任何复杂的技巧；就该文所考察的重建对象而言，其图像重建质量好于线性反投影算法(LBP)、标准Tikhonov 正则法和投影Landweber迭代法。从而为ECT图像重建提供了一种新的有效方法。     

基于小波神经网络的电容层析成像图像重建算法

电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)技术是一个复杂的非线性问题,针对图像重建问题的病态性,提出了基于小波神经网络的图像重建算法。利用主成分分析法对输入变量(电容测量值)进行降维处理,利用小波神经网络建立电容测量值与成像区域介电常数分布的非线性映射。小波神经网络的神经元激励函数由伸缩和平移因子决定的小波基函数,采用BP算法对网络进行训练,并引入学习率与动量因子的自适应调整方法以加快网络训练的收敛速度。实验结果表明,与典型的反投影及Landweber迭代算法相比,该算法所构图像质量有明显改善。     

基于电容检测方法改进的ECT图像重建算法研究

本文对现有电容层析成像系统的电容检测方法进行了改进,通过分析电容传感器敏感场的软场产生机理提出一种基于极性交换的新电容检测方法,采用新检测方法后可以使应用于图像重建的独立电容值个数增加一倍,从而改善系统数学模型的病态特性,在此基础上结合Tikhonov正则化算法进行实验仿真。仿真数据表明与传统电容检测方法相比结合极性交换电容检测方法的Tikhonov算法能够快速而又较高精度的重建出两相流断层图像,尤其是对于复杂流型,图像重建精度及形状都有了较大提高,同时还提高了电容传感器敏感场的均匀性,改善了其非线性程度。     

一种改进的梯度加速Landweber算法及其在ECT图像重建中的应用

图像重建算法是电容层析成像技术(electrical capacitance tomography,ECT)在工业应用中的关键.Landweber迭代算法在图像重建的精度和速度上取得了较好的折衷性,但其收敛速度较慢,且迭代后期具有不稳定性,无明确的迭代停止准则.提出一种改进的梯度加速Landweber迭代算法,依据级数...     

基于WNN的电阻层析成像图像重建算法的研究

本文对于电阻层析成像系统的图像重建提出了一种基于小波神经网络的图像重建算法,介绍了电阻层析成像技术的原理、数学模型及问题描述,给出了小波神经网络的结构、特点及图像重建的过程.利用MATLAB编程进行了图像重建的仿真实验.仿真结果表明,与线性反投影算法相比,小波神经网络算法提高了重建图像的质量.用横截面图像误差作为重建图像质量的评判标准,线性反投影算法的误差超过了10%,而小波神经网络的算法低于5%.     

广义矢量模式匹配法在电容层析成像技术上的应用

电容层析成像技术(ECT)具有结构简单，非侵入测量，可在线成像等优点。文中介绍了其测量原理和一些重构图象的算法，并引入广义矢量模式匹配法(GVSPM)和改进的伪逆法求解ECT逆问题。通过对比LBP、改进的伪逆法和GVSPM在静态的套管试验及动态的气固流动测量中重构出的图像，表明GVSPM方法提高了空间分辨率，对流动区域中心介电常数的变化成像清晰，减少了线性反投影算法因为软场效应造成的成像中气固分界上的“绒毛”现象。     

单相工质汽温动态过程的一种新的快速求解法

该文提出了一种用于动态过程集总参数模型的新的快速求解法，并将其应用于锅炉中单相工质汽温动态过程的集总参数模型。该方法首先对模型进行变量分析与综合，并寻求微分方程的精确解与各个变量之间的函数关系；然后求解该模型时不再直接求解微分方程(组)，而是通过前面得到模型精确解与各变量之间的函数关系进行计算。实例计算表明，该方法的计算结果与隐式算法误差小，且计算速度有较大提高。     

应用插值滤波反投影快速重建300MW电站锅炉准三维温度场

基于辐射传递模型和投影重建技术的图像法温度场测量为研究电站锅炉燃烧工况的变化，进行燃烧诊断提供了新的手段。针对现有温度场重建算法无法满足实时在线监测的要求，提出了基于二元矩形插值公式的滤波反投影重建算法，通过对火焰图像中获取的投影数据进行插值后滤波反投影得到三维辐射强度分布切片，校正后的比色法测温公式被用来计算断面内各点的温度值，最后通过OpenGL技术将各断面的温度显示在三维坐标中。该算法降低了温度场重建的时间复杂度，从现场300WM电站锅炉的实际测试，达到了现场在线监测的要求。     

基于小波重构的电力电缆故障测距方法

提出了一种基于小波重构的电力电缆故障测距方法。该方法利用脉冲电源作用下故障相与健全相的电流差作为测量信号,利用小波变换对其作多尺度分解,然后对信号在高频下进行单支重构。与传统的行波测距方法相比,该方法不受电缆分支接头或其他阻抗不匹配点反射被的干扰,不受故障类型的影响,在近区也不存在无法识别反射波的问题,同时也减少了波速不确定性对测距精度的影响。仿真结果表明了该方法的正确性。     

基于迭代和插值算法的二维温度场重建

采用声学传感器和温度传感器相配合得到温度和声学数据，利用迭代和二维插值的原理对离散点进行分析，进而重建二维温度场，数值仿真结果证明该方法是可行的。     

汽轮机排汽湿度的在线监测方法及工业试验研究

蒸汽湿度对汽轮机的安全性和经济性有重要的影响.该文提出了可以在线监测汽轮机排汽湿度的双区加热方法,将加热段分为蒸发段和过热段,各段独立加热,通过过热段测量蒸汽流量,简化了测量装置,提高了探针的可靠性.湿度测量探针设计中仔细考虑了散热损失、汽化长度、热阻力的影响,提高了测量精度,实现了对汽轮机排汽湿度的长期在线监测.对采用双区加热法研制的湿度测量探针进行了工业试验,试验结果表明测量结果是可信的.     

一种基于数学形态学的电能质量信号快速定位方法

提出一种基于数学形态学的快速计算方法,进行电力系统采集数据的扰动定位。通过选择适当的结构元素,根据腐蚀和膨胀运算的特点设置适当的组合形态运算,并借鉴软阈值计算中的消噪方法,可设计高效的扰动定位算法。与以往的处理过程不同,该算法集信号消噪和扰动定位于一体,处理结果可以直接进行扰动信号的定位。给出了算法的原理分析、计算速度说明和仿真算例。该算法设计简单,计算量小,便于使用廉价的微处理器芯片实时实现。     

200MW四角切圆燃烧锅炉改造工况数值模拟

煤粉再燃是降低NOx排放的一项新技术。利用CFD软件平台，采用数值模拟方法对某电厂200MW四角切圆燃烧锅炉改造前后炉内燃烧状况进行研究。改造方案1采用空气分级，方案2在1基础上，增加细粉再燃。计算结果表明：改造后在最上面一层一次风喷口的高度区域，温度骤然下降，而CO浓度很高，形成一个相对低氧，低温的还原性气氛区域。再燃降低NOx48．9％左右。改造后煤粉燃尽率下降且燃尽所需时间也增加，降低了电厂的经济性。煤粉颗粒在炉内运动具有很大随机性，停留时间差异很大。平均而言，煤粉喷入高度越高，停留时间也越短。     

基于TDFAD的高温缺陷"三级"评定方法

针对电站锅炉、蒸汽管道等高温设备安全性要求的特点,建立了基于时间相关失效评定图(TDFAD)的高温结构蠕变失效评定方法。评定方法根据所需材料实验和评定结果精度分为三个级别,级别越高,所需材料实验越多,步骤越复杂,得到的评定结果也越精确。本文讨论了不同评定级别的适用范围并给出了相应的公式,最后采用工程实例说明了评定方法的适用性。     

基于高斯函数与正则化法的复杂温度场图像重建算法研究

针对高斯函数温度场重建算法在复杂温度场图像重建中精度较低问题，提出一种基于高斯函数级数与正则化方法相结合的复杂温度场重建算法，通过在温度场重建中加入火焰先验信息，实现在较少测量数据下炉内复杂温度场的重建。仿真结果表明，该算法比高斯函数温度场重建算法具有较高精度和抗干扰能力，而重建速度相当，可望将该算法用于电站锅炉炉膛的二维温度场重建。