利索能及
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专利号: 2018103662539
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于DSP飞灰含碳量测量的实时多任务调度方法,其特征在于:

步骤1:采用BP神经网络算法实现飞灰含碳量的在线测量;

步骤2:将BP神经网络算法移植至DSP数字信号处理器中,进行参数在线训练、飞灰含碳量在线测量;

步骤3:采用Protothread多线程模型实现实时任务与非实时任务同时进行;

所述飞灰含碳量的在线测量方法为BP神经网络算法,记c为飞灰的含碳量,N为管道内飞灰样本的浓度,则飞灰流经管道时所产生的静电信号大小与c、N成非线性关系,基于静电传感器采集一段时间管道内飞灰所携带的静电信号序列,记为 其中 为该c、N下第k次采集的飞灰样本所携带的静电信号值,K为该时间段内采集信号的最大次数 ;求得该含碳量c、浓度N下飞灰的信号能量,记为f(c ,N),则飞灰样本的信号能量f(c,N)与c、N成非线性关系,构建输入为

信号能量、浓度,输出为飞灰含碳量,隐含层层数为6的三层BP神经网络以实现飞灰含碳量的在线测量,其步骤包括以下两步:步骤A:参数在线训练:BP神经网络参数训练包括两个过程,即正向传播与反向传播过程,输入信号经隐含层、输出层正向传播得到网络输出,与目标输出相比产生误差信号,进行反向传播,不断调整网络参数,直至全局误差小于可接受误差或达到最大迭代次数,训练完成,保存网络参数,得到预测函数;

步骤B:飞灰含碳量在线测量:对于未知含碳量的飞灰样本,设其含碳量为cp,DSP采集模块实时采集管道内飞灰样本浓度,记为Nq,并采集一段时间内管道中飞灰样本的交流静电信号序列 求信号能量 对f(cp,Nq)、Nq进行归一化处理,作为预测函数的输入值,即可通过预测函数输出未知飞灰样本的含碳量测量值cp;

所述步骤3实时任务即飞灰含碳量在线测量、非实时任务即参数在线训练;

所述步骤3采用Protothread多线程模型是一种纯C语言实现,无硬件支持,耗费内存资源小,支持阻塞操作,不使用堆栈的线程模型,其多任务调度要求及模型思想如下:多任务调度要求:实时任务飞灰含碳量在线测量的运行时间记为T1,响应时间记为T2,非实时任务参数在线训练的运行时间记为T3,T3>>T2,响应时间无要求;

模型思想:将非实时任务划分为若干步,且每步运行时间不超过T4,T4时间可视T2而定,若T2为100ms,则T4设为60ms-80ms;首先初始化2个Prototheread阻塞变量pt1、pt2以及定时器T,先执行实时任务,执行完成释放执行权限,让非实时任务执行,非实时任务每执行一步前,需检查该步的运行时间是否小于T2,一旦发现T2时间内不够执行1步时,则阻塞运行并让出执行权限给实时任务,响应时间到,即T=T1+T2时,定时器清0,执行实时任务,直至停止操作位stop=1。