超聲波流量計多聲道氣體測量技術探討 六十七

3.4 基于神經網絡方法的多聲道超聲波氣體流量計仿真研究

3.4.1 換能器位置的確定及神經網絡構建

還是以D = 300mm，φ = 60°四聲道交叉結構超聲波氣體流量傳感器為例，根據Gauss-Legendre 數值積分方法求解得到的4 個節點值為0.8611363 3,0 x = ± ，0.3399810 2,1 x = ± 。由Rx = r 計算得出各個聲道的分布的位置為: r1 129.165mm = ，r2 51mm = ，r 51mm 3 = − ，r4 129.165mm = − 。為4 個輸入端單層線性神經網絡結構。四個輸入端( ) ~ ( ) 1 4 V r V r 分別為四個聲道的沿軸線方向的平均流速，流過測量管段橫截面的平均流速V 為四個聲道的平均流速根據權系數W1 ~W4 加權求和而得。

3.4.2 權系數的線性神經網絡求解

按照工業氣體流速的一般測量范圍為0.5~30m/s，根據式(3.43)求解出在測量范

圍內各個聲道沿軸線方向的平均流速（學習樣本值）。要求目標輸出誤差小于0.001，按照Widrow－Hoff 學習規則，利用leanrwh 函數來修正網絡的權值和閾值。通過Matlab 及其神經網絡工具箱仿真求解出在流速測量范圍內，不同聲道的輸入值對應的權系數。

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