铁路客车单元式空调机组性能ANN模型及仿真研究

摘要

单元式客车空调机组是改善车内热湿环境的主要设备。随着客车空调机组的大量使用，机组检修任务大大增加。为确定运用过程中空调机组的性能状态，现场需配备相应的检修试验设备。由于目前空调机组厂家只提供额定风量及名义工况制冷量、制热量，因此，单元式空调机组试验(按TB/T2432-93及后续替代标准TB/T1804-2003设计)局限于名义工况试验。在非名义工况下进行检修测试时缺乏参考和比较值，无法判定被测空调机组性能是否合格。而空调机组主要在非名义工况下运行，研究在这些工况下测试结果的评判有助于掌握空调机组的性能，具有重要的理论和应用价值。 本文以试验研究基准样机为研究对象，建立单元式客车空调机组试验样机性能的人工神经网络模型，通过正交法确定试验样本值获取方案，并按照此方案进行空调机组性能试验，获取试验样本值。在试验基础上对空调机组进行性能仿真研究，用试验样本数据辨识确定空调机组的制冷量、压缩机工作电流的神经网络模型，利用该模型得到空调机组多工况下的性能数据。 本文的研究结果可作为任意工况下空调机组性能试验结果的对比值，可以作为空调机组性能改进研究和现场检修的参考，有利于提高空调机组运用和管理水平。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1铁路客车空调的发展概况

1.2单元式空调机组性能研究的现状

1.2.1试验台主体结构

1.2.2热工原理

1.3问题的提出

1.4研究的目的及主要研究内容

第二章单元式空调机组性能ANN模型的建立

2.1单元式空调机组的基准样机

2.2单元式空调机组的性能模型及建模方法

2.3 ANN模型

2.3.1神经网络的概述

2.3.2人工神经元

2.3.3神经网络模型

2.4单元式空调机组性能ANN模型的确定

2.4.1模型的选定

2.4.2神经网络隐含层节点数和训练次数的优化

2.4.3模型精度分析

2.4.4数据采集及预处理

2.4.5训练样本

2.4.6不同算法下的训练和测试结果

2.5本章小结

第三章单元式空调机组性能样本数据的获取

3.1正交试验设计概述

3.2正交试验方案的确定

3.3本章小结

第四章单元式空调机组性能试验

4.1单元式空调机组性能试验台简介

4.2试验装置

4.3试验台的工况控制

4.4试验数据记录

4.5试验过程及试验数据分析

4.6正交试验结论

4.7空调机组性能ANN模型预测结果与试验结果对比

4.7.1 KLD29型基准样机性能模型预测结果与试验结果对比

4.7.2 KLD40型基准样机性能模型预测结果与试验结果对比

4.7.3 KLD40型基准样机特殊工况性能模型预测结果与试验结果对比

4.7.4结论

4.8本章小结

第五章基于ANN模型的单元式空调机组性能分析

5.1 KLD29、KLD40型基准样机性能仿真结果对比分析

5.1.1空调机组冷凝器进风温度变化与机组制冷量变化

5.1.2空调机组蒸发器进风温度变化与机组制冷量变化

5.1.3空调机组蒸发器进风湿度变化与机组制冷量变化

5.1.4空调机组冷凝器进风温度变化与压缩机电流变化

5.1.5空调机组蒸发器进风温度变化与压缩机电流变化

5.1.6空调机组蒸发器进风湿度变化与压缩机电流变化

5.2 KLD40型基准样机特殊工况性能分析

5.2.1蒸发器进风温度与冷凝器进风温度相同时(M1情况)机组性能

5.2.2蒸发器进风温度高于冷凝器进风温度时(M2情况)机组性能

5.3空调机组性能ANN模型的应用

5.3.1作为现场空调机组检修测试的参考模型

5.3.2对空调机组进行性能预测的依据

5.3.3对空调机组进行设计改进的依据

5.4本章小结

第六章结论与后续工作

6.1结论

6.2后续工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况