基于广义逆的多光谱辐射测温技术研究
发布时间：2021-07-03 08:38
多光谱辐射测温技术是测量非灰体表面高温的有力工具,它通过多个光谱通道的辐射信息经数据处理后得到待测表面温度。基于约束优化的多光谱辐射温度数据处理算法解决了由未知发射率导致难以求解欠定方程组的问题,但是由于迭代初值选择的盲目性,反演精度和效率难以满足测量需求。本课题受国家自然科学基金资助（No.61975028）,旨在将广义逆理论应用于多光谱辐射测温反演过程,从理论和实验两方面对基于广义逆的多光谱辐射测温技术进行研究,为解决上述问题进行了初步探索。首先,基于多光谱辐射测温原理构建了多光谱辐射测温反演欠定方程组模型,从而转化成矩阵方程的形式,利用四个M-P广义逆矩阵中的加号逆矩阵,直接计算出一个温度值和一组光谱发射率。然后,将这一组光谱发射率作为两种约束优化算法的初值,进行迭代计算,一种是传统的梯度投影法,另一种是外点罚函数法,通过6种典型材料在1800K下的发射率模型进行仿真,结果表明基于广义逆结果作为初值后,传统的梯度投影算法的精度和效率均有提升,但运算效率仍比较低。为此引入广义逆-外点罚函数约束优化算法,并与广义逆-梯度投影算法相比,前者6种材料温度反演的平均相对误差在无噪声的情况下...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－６无噪声时各材料模型发射率反演结果??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光电探测的多光谱测温装置[J]. 张磊,陈绍武,赵海川,王平,武俊杰. 中国光学. 2019(02)
[2]铝合金热成形过程温度多光谱测温技术研究[J]. 李喜东,朱明清,戴维. 自动化技术与应用. 2018(12)
[3]基于约束优化的多光谱辐射真温反演算法[J]. 顾伟宏,梁家锋,尹馨,邢键,宋文龙. 光谱学与光谱分析. 2018(12)
[4]航空发动机涡轮叶片温度测量综述[J]. 王超,苟学科,段英,胡俊,张泽展,杨洋,姜晶,蒋洪川,丁杰雄,程玉华,李力,张江梅,陈洪敏,熊兵,刘先富,石小江. 红外与毫米波学报. 2018(04)
[5]基于梯度投影法的火焰温度测量技术研究[J]. 郭广廓,王振兴,崔双龙,孙晓刚,邢键. 红外技术. 2018(07)
[6]基于发射率缓变特性的光谱发射率反演研究[J]. 杨艺帆,蔡红星,王诏宣,李艳,李霜. 光谱学与光谱分析. 2018(03)
[7]基于多光谱法的激发温度和辐射温度瞬态测试技术[J]. 朱泽忠,沈华,王念,朱日宏. 光谱学与光谱分析. 2018(02)
[8]求解约束优化问题的协同进化教与学优化算法[J]. 刘三阳,靳安钊. 自动化学报. 2018(09)
[9]改进NSGA-Ⅱ算法在涡轮叶片多光谱测温中的应用[J]. 冯驰,迟源,陈立伟. 应用科技. 2018(01)
[10]复合材料壳体气动加热温度场研究[J]. 樊钰,叶定友,杨月诚. 固体火箭技术. 2013(03)
博士论文
[1]深空探测AOTF红外成像光谱仪系统定标技术研究[D]. 徐睿.中国科学技术大学 2013
[2]基于红外热像仪的温度测量技术及其应用研究[D]. 李云红.哈尔滨工业大学 2010
[3]多光谱辐射测温技术研究[D]. 戴景民.哈尔滨工业大学 1995
硕士论文
[1]基于亮度式涡轮叶片材料温度测量补偿方法研究[D]. 胡俊.电子科技大学 2018
[2]多波长辐射测温系统的设计与实现[D]. 康文晶.哈尔滨工程大学 2014
本文编号：3262238
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－６无噪声时各材料模型发射率反演结果??
Ｚ?？??０?５５?＼?＼?ｖ?／?／?＼?Ｗ?－?ｙ／?ｉ?＼?Ｘ，／－＾?／??ｗｃ产、ｖ?／?■??０．４?？?＂＇ｙｆ?－?０．４５?－??？?ｖ??ｑ?３５?１?１?１?１?１?１??〇?４??１?１?＊?１?１?１???＇?０．４?０?６?０?６?０．７?０．８?０．９?１?１．１?０?４?０．５?０．６?０．７?０．８?Ｏ?Ｓ?１?１１??波长（ｕｍ?）?波长（ｕｍ〉??（ｅ）Ｅ材料?（ｆ）Ｆ材料??图３－６无噪声时各材料模型发射率反演结果??３．５．２加５％噪声情况下仿真比较??在实际测量过程中，无论是周围的环境，还是仪器本身，都会不可避免地受到各式各样??随机噪声的影响，会对最终的测量结果带来很大的影响。为比较三种算法在随机噪声影响下??的反演结果，对Ａ？Ｆ六种材料模型加入５％的随机噪声干扰后再次进行仿真，结果如下：??表３－１３真温１８００Ｋ下加噪后温度的相对误差（％）???７Ｈ８００Ｋ?Ａ?Ｂ?Ｃ?Ｄ?Ｅ?Ｆ?平均值??梯度投影法?３．８?５．２?４．７?４．９?４．１?３．９?４．４??广义逆－梯度投影法?２．６?３．６?２．２?３．５?３．４?２．５?３．０??广义逆－外点罚函数法?１．７?Ｌ７?Ｌ４?２Ａ?Ｌ８?Ｌ４?１．７??表３－１４真温１８００Ｋ下加噪声后算法运行时间（ｓ）??￣?７Ｍ８００Ｋ?Ａ?Ｂ?Ｃ?Ｄ?Ｅ?Ｆ?平均值??梯度投影法?６６９?６７５?６９４?６２５?５１７?４７３?６０９??广义逆－梯度投影法
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光电探测的多光谱测温装置[J]. 张磊,陈绍武,赵海川,王平,武俊杰. 中国光学. 2019(02)
[2]铝合金热成形过程温度多光谱测温技术研究[J]. 李喜东,朱明清,戴维. 自动化技术与应用. 2018(12)
[3]基于约束优化的多光谱辐射真温反演算法[J]. 顾伟宏,梁家锋,尹馨,邢键,宋文龙. 光谱学与光谱分析. 2018(12)
[4]航空发动机涡轮叶片温度测量综述[J]. 王超,苟学科,段英,胡俊,张泽展,杨洋,姜晶,蒋洪川,丁杰雄,程玉华,李力,张江梅,陈洪敏,熊兵,刘先富,石小江. 红外与毫米波学报. 2018(04)
[5]基于梯度投影法的火焰温度测量技术研究[J]. 郭广廓,王振兴,崔双龙,孙晓刚,邢键. 红外技术. 2018(07)
[6]基于发射率缓变特性的光谱发射率反演研究[J]. 杨艺帆,蔡红星,王诏宣,李艳,李霜. 光谱学与光谱分析. 2018(03)
[7]基于多光谱法的激发温度和辐射温度瞬态测试技术[J]. 朱泽忠,沈华,王念,朱日宏. 光谱学与光谱分析. 2018(02)
[8]求解约束优化问题的协同进化教与学优化算法[J]. 刘三阳,靳安钊. 自动化学报. 2018(09)
[9]改进NSGA-Ⅱ算法在涡轮叶片多光谱测温中的应用[J]. 冯驰,迟源,陈立伟. 应用科技. 2018(01)
[10]复合材料壳体气动加热温度场研究[J]. 樊钰,叶定友,杨月诚. 固体火箭技术. 2013(03)
博士论文
[1]深空探测AOTF红外成像光谱仪系统定标技术研究[D]. 徐睿.中国科学技术大学 2013
[2]基于红外热像仪的温度测量技术及其应用研究[D]. 李云红.哈尔滨工业大学 2010
[3]多光谱辐射测温技术研究[D]. 戴景民.哈尔滨工业大学 1995
硕士论文
[1]基于亮度式涡轮叶片材料温度测量补偿方法研究[D]. 胡俊.电子科技大学 2018
[2]多波长辐射测温系统的设计与实现[D]. 康文晶.哈尔滨工程大学 2014
本文编号：3262238
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