理论教育 RBF神经网络温度补偿模型的比较研究及应用案例

RBF神经网络温度补偿模型的比较研究及应用案例

时间:2023-11-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:表5.1RBF神经网络温度补偿模型参数使用常规RBF神经网络与混合优化神经网络进行比较研究,训练误差变化曲线如图5.4所示。方法4:在10~55℃温度范围内使用直线最小二乘法温度补偿模型,在-20~10℃以及55~80℃温度范围内使用混合优化RBF神经网络温度补偿模型。

RBF神经网络温度补偿模型的比较研究及应用案例

根据实验数据,可知在-20~10℃的低温段以及55~80℃的高温段,传感器误差变化呈现非线性,而在10~55℃温度区间内,传感器误差呈现线性变化。因此在10~55℃温度区间内使用直线最小二乘法进行拟合,在两端使用混合优化RBF神经网络温度补偿模型,参数设定见表5.1。

表5.1 RBF神经网络温度补偿模型参数

使用常规RBF神经网络与混合优化神经网络进行比较研究,训练误差变化曲线如图5.4所示。

图5.4 设计曲线

经过100次训练迭代后,混合优化RBF神经网络的训练精度达到1.121×10-4,常规RBF神经网络的训练精度为1.657×10-2。可以看出,混合优化RBF神经网络比较常规RBF神经网络具有更高的训练精度和训练效率

分别使用以下4种方法,对压力传感器在5~55 kPa压力范围以及-20~80℃温度范围内进行温度补偿:

方法1:在-20~80℃温度范围内均使用直线最小二乘法温度补偿模型。

方法2:在-20~80℃温度范围内均使用常规RBF神经网络温度补偿模型。(www.daowen.com)

方法3:在-20~80℃温度范围内均使用混合优化RBF神经网络温度补偿模型。

方法4:在10~55℃温度范围内使用直线最小二乘法温度补偿模型,在-20~10℃以及55~80℃温度范围内使用混合优化RBF神经网络温度补偿模型。

在上述4种温度补偿方法作用下,得到传感器测量误差,见表5.2。

表5.2 温度补偿方法作用下传感器测量误差

表5.2中各温度值对应的数据为使用该种温度补偿方法时,5~55 kPa各个压力点下的误差平均值。在-20~80℃温度范围内,使用温度补偿方法1的平均误差为1.92%,使用温度补偿方法2的平均误差为1.09%,使用温度补偿方法3的平均误差为0.55%,使用温度补偿方法4的平均误差为0.53%。

在-20~80℃温度范围内均使用直线最小二乘法温度补偿模型,在10~55℃温度范围内直线最小二乘法温度补偿模型显现了较好的补偿效果,误差在1%以下,但是在两端低温和高端区域,误差较大,在2%~3%之间。

在-20~80℃温度范围内均使用常规RBF神经网络温度补偿模型,显现了RBF神经网络温度补偿模型较好的拟合效果,误差控制在1%左右。

在-20~80℃温度范围内均使用混合优化RBF神经网络温度补偿模型,显现了本案例使用的混合优化算法对RBF神经网络温度补偿模型的优化性能,误差控制在1%以内。在10~55℃温度范围内使用直线最小二乘法温度补偿模型,在-20~10℃以及55~80℃温度内使用混合优化RBF神经网络温度补偿模型,误差控制在0.5%左右,与方法3相比相差不大,但是在10~55℃温度范围内温度补偿速度大大提高,提高了整体温度补偿效率。

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