基于BP神经网络的水泵全特性曲线拟合
9页1、基于BP神经网络的水泵全特性曲线拟合 摘要:本文介绍了水泵全特性曲线绘制的一般方法,提出了一种利用BP神经网络绘制全特性曲线的方法,通过在MATLAB仿真软件上的仿真,得出了神经网络完全可以很好地拟合水泵全特性曲线的结论。 关键词:水泵 全特性曲线 BP神经网络 一.前言在含有泵装置的工程中,常常通过水泵性能曲线来研究水泵运行情况,但是,如果要研究由于规划不周、操作不当、水位突变或意外停电等原因造成的水锤现象,则仅仅有水泵特性曲线是远远不够的。因为水泵特性曲线只反映水泵正常运行的情况,而对于水锤这一复杂的水力过渡过程,它不仅包含水泵正常运行工况特性,而且还包含制动水泵工况、水轮机工况以及制动水轮机工况特性。水泵全特性曲线反映在任意可能运行条件下的特性,则刚好弥补了水泵性能曲线的不足,因此为分析和计算水锤提供了重要依据。水泵的全特性曲线通常由专门的实验得到。但由于水泵比转数范围很宽,品种规格繁多,而全特性试验又很复杂,故无法对每种水泵进行试验。在进行水锤计算时,往往难以找到相同比转数的水泵全特性曲线资料,故通常采用相近的其它比转数的全特性曲线。这样,无疑给计算带来误差。因此,研究任意比转
2、速下的水泵全特性曲线规律显得十分重要。本文提出了一种以几种已有的实测水泵全性能曲线为基础,利用BP神经网络,拟合任意比转速下的水泵全特性曲线的方法。二.常规的水泵全特性曲线坐标表示方法水泵的全特性曲线可由扬程H、转速n 、流量Q和转矩T四个基本参量表示。为方便起见,一般采用任意工况的参量与最高效率点的参量之相对比值来表示,即引人无量纲参量:式中HR,QR,nR,TR分别表示水泵的扬程流量转速和转矩的额定值; H,Q,n,T分别表示水泵的扬程流量转速和转矩的实际值;hvab分别表示水泵的扬程流量转速和转矩的无量纲值。通常选择无量纲转速a和无量纲流量v为坐标轴,在a-v平面上绘制等扬程h曲线和等转矩b曲线。但是这种方法曲线图形复杂,不便于计算。为了解决这个问题,瑞士学者P. Suter引人下面的关系:得到代表水泵全特性的两条连续曲线:在WH,WB-x坐标系中,x是v/的函数,v/代表水泵叶轮上某点的相对流动角,即任意工况下的流动角与最高效率点的流动角之比。因此,同一台水泵各种工况的特性,取决于叶轮上某点的相对流动角。描述水泵各种不同运行工况的参量WH,WB,是叶轮上某特征点的无量纲角x及水
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