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《大连交通大学》 2016年
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基于专家系统的离心水泵选型关键技术研究与应用

郭琛  
【摘要】:本论文基于专家系统来研究和解决离心水泵的选型优化技术问题。泵的选型是泵设计和使用的第一个重要环节。本文在调研了国内以生产离心水泵为主产品的相关企业后发现,由于离心水泵的产品种类繁多,用户面对繁杂的产品样本,选型时不知从何处入手;专业技术人员选型时,选型结果往往并不理想,需要多次重复选型,这样的选型过程不但效率低下,而且还不能保证选型结果的使用功效。基于相关企业选型的上述实际情况,在总结了离心水泵选型理论的基础上,在考虑内外在因素约束和工艺参数约束的条件下提出了通过专家系统来研究和解决离心水泵的选型优化技术问题。本文的主要工作如下:(1)首先阐述了论文的选题背景和研究的意义;系统的总结了离心水泵和基于专家系统的选型研究现状;说明了课题的主要研究内容和拟解决的关键问题;规划了课题的组织结构;总结了离心水泵选型的相关基础理论,归纳了和选型相关的理论计算方法,为后续选型模型的建立打下理论的基础。(2)从选型专家系统的知识结构入手,以离心水泵为研究对象,构建了解决选型不确定性问题的通用模型。模型建立分为两部分,一是建立了解决选型知识参数获取的不确定性问题模型;二是建立了解决选型工况的不确定性问题模型。前者以确定性证据权重为目标,使参数的获取从面向不确定性问题的处理变成为对确定性证据的求解问题;后者给出了多项式拟合曲线最佳次数的数学模型和确定的转速、流量调整范围模型,分别解决了选型工况曲线的拟合问题和选型工况偏离高效区的转速调节范围的确定问题。(3)提出了基于证据因素的参数映射转换算法解决了选型参数获取的优化问题算法把先验证据的属性因素映射转换为能够被证明的确定性状态因子;根据状态因子不同落点区域的证据冲突关系计算不同区域落点的确定性可信证据权重;以最大权重值对应的选型参数作为优选的确定性证据参数对泵型进行优化选择。实例计算结果证明了最大权重值对应的扬程参数选取泵型结果的有效性和高效性。(4)提出了改进的决策树剪枝算法解决了选型用工况点偏离高效区的诊断规则问题改进算法对基于C4.5算法生成的粗分类决策树进行剪枝和修正,防止在决策树推理过程中可能出现的过拟合问题;修正后的决策树中每条优化的分支即为一条推理的优化诊断规则。实例验证确认了采用改进的决策树剪枝算法得到的诊断规则结论是最优的工况点偏离高效区的诊断调节方法。(5)详细介绍了选型专家系统的结构、流程、规则知识的管理及与选型相关的主要功能模块。通过选型实例方案的分析和比较表明,设计扬程的选型效率优于标准平均扬程的选型效率,选型最终方案的用电能耗同比节约15%左右;实例的结果验证了选型方案的技术理论和优化选型方法的正确性,保证了客户所选泵型稳定运行的高效性和节能性。研究表明,本论文的研究成果可以有效提高离心水泵选型的效率,优化选型的过程,降低选型结果的能耗损失;所选择的泵型能够以最佳的状态稳定运行,达到高效,节能的目的。
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP182;TH311

【参考文献】
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