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基于FPSOGSA-EM-BP神经网络的机载动态环境TDLAS氧气浓度检测研究
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作者 李鑫 王纯玮 +3 位作者 彭丽 龚昱泽 李卢丹 苗扬 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第3期292-303,共12页
在机载动态环境中,油箱氧气浓度过高会直接影响飞行安全,而可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术是一种高效准确的光学气体浓度测试方法。由于机载动态环境中温度和压力变化会导致气体吸... 在机载动态环境中,油箱氧气浓度过高会直接影响飞行安全,而可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术是一种高效准确的光学气体浓度测试方法。由于机载动态环境中温度和压力变化会导致气体吸收光谱的线宽发生变化,从而导致较大的测量误差。因此,通过研究机载环境中温度-压力动态变化对TDLAS氧气浓度检测的影响,提出了一种温度-压力补偿算法以进行浓度修正,提高检测准确度。首先,理论分析温度-压力变化对氧浓度检测产生的影响,搭建地面实验平台进行氧气浓度检测标定;参考实验设备参数设置利用Simulink搭建了可靠的TDLAS氧气浓度仿真检测系统。其次,借助仿真进行浓度反演模拟出机载动态环境中氧气浓度的变化趋势并发现机载动态环境下氧气浓度检测平均误差为23.7%。最后,鉴于传统方法存在较大的测试误差,建立了分数粒子群优化引力搜索算法-熵度量-反向传播(Fractional Particle Swarm Optimization Gravitational Search Algorithm-Entropy Metric-Back Propagation,FPSOGSA-EM-BP)温度压力补偿模型,与GSA-BP、PSO-BP、FPSO-BP模型相比,FPSOGSA-EM-BP模型的最大误差减小到0.98%,平均误差优化到0.27%。研究结果表明,FPSOGSA-EM-BP模型相较于其他模型具有更高的准确性和环境适应性,能够有效抑制温度和压力对氧气浓度检测的影响,提高了机载动态环境中氧气浓度的测量精确度。 展开更多
关键词 TDLAS 机载动态环境 温度-压力补偿 浓度修正 fpsogsa-em-bp
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