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空天防御  2022, Vol. 5 Issue (2): 17-26    
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基于Levenberg-Marquardt算法的材料温度相关热物性参数辨识
窦怡彬,陈昂,陆云超,刘陆广,李宗阳
上海机电工程研究所,上海 201109
Identification of Temperature-Dependent Thermophysical Parameters Based on Levenberg-Marquardt Algorithm
DOU Yibin,CHEN Ang,LU Yunchao,LIU Luguang,LI Zongyang
Shanghai Electro-Mechanical Engineering Institute,Shanghai 201109,China
全文: PDF(1923 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 为了从材料的温度响应中估计和修正热物性参数,结合Levenberg-Marquardt(L-M)优化算法和一维非线性非稳态热传导方程给出了材料温度相关热物性参数辨识和置信区间估计方法。通过两个数值算例对该方法进行考核,结果表明:固定参数赋值影响热物性辨识的准确性,赋值为真值时辨识结果为无偏估计,反之为有偏估计;辨识结果的不确定度与辨识数据的噪声水平呈现正相关性;同时辨识热导率和比热容时,比热容辨识结果精度高于热导率结果;F-检验方法和渐进标准差都可以估计参数置信区间,反映辨识结果的不确定程度, F-检验方法还可以反映出辨识结果不确定度的非线性程度。从两个算例结果可知,本文提出的温度相关热物性参数辨识方法可行,辨识精度满足工程使用要求。
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作者相关文章
关键词 Levenberg-Marquardt算法参数辨识F-检验置信区间热传导    
Abstract:In order to estimate and calibrate the thermo physical parameters based on the temperature measured from the material, the processes combined with Levenberg-Marquardt (L-M) optimization algorithm, one-dimensional nonlinear and unsteady heat conduction equations for identification of temperature-dependent thermophysical parameters and confidence interval estimation of parameters are proposed in this paper. Through two numerical examples to evaluate the method in this paper, the results show that:1) The accuracy of thermophysical parameters identification is affected by fixed parameters assignment. When the fixed parameters are assigned true values, the identification results of other parameters are unbiased, conversely the identification results are biased. 2) The uncertainty of the identification results is positively correlated with the noise level of identification data. 3) When the thermal conductivities and specific heat capacities are identified at the same time, the specific heat capacities identification accuracy is higher than the thermal conductivities. 4) Both F-test method and asymptotic standard error can estimate the confidence interval of the identification parameters and reflect their degree of uncertainty. The F-test method can also reflect the degree of nonlinearity of the uncertainty. From the results of two examples, it can be seen that the identification method for temperature-dependent thermophysical parameters proposed in this paper is feasible and the accuracy meets the requirements of engineering application.
Key wordsLevenberg-Marquardt algorithm    parameter identification    F-test    confidence interval    heat conduction
收稿日期: 2020-10-29      出版日期: 2022-07-12
ZTFLH:  O482.2  
作者简介: 窦怡彬(1984—),男,博士,高级工程师,主要研究方向为气动加热及热防护设计。
引用本文:   
窦怡彬, 陈昂, 陆云超, 刘陆广, 李宗阳. 基于Levenberg-Marquardt算法的材料温度相关热物性参数辨识[J]. 空天防御, 2022, 5(2): 17-26.
DOU Yibin, CHEN Ang, LU Yunchao, LIU Luguang, LI Zongyang. Identification of Temperature-Dependent Thermophysical Parameters Based on Levenberg-Marquardt Algorithm. Air & Space Defense, 2022, 5(2): 17-26.
链接本文:  
https://www.qk.sjtu.edu.cn/ktfy/CN/      或      https://www.qk.sjtu.edu.cn/ktfy/CN/Y2022/V5/I2/17

参考文献
[1] 刘可真, 陈雪鸥, 陈镭丹, 林铮, 沈赋. 光伏发电系统动态离散等值模型研究[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(4): 412-421.
[2] 杨博, 曾春源, 陈义军, 束洪春, 曹璞璘. 极限学习机及其在质子交换膜燃料电池参数辨识中的应用[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(4): 482-494.
[3] 赵长颖,王博翔,陈杰,张文斌,黄天成,刘梦琦. 极限尺度下不同传热形式是否有统一的理论描述?[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(Sup.1): 108-109.
[4] 肖冉, 魏子清, 翟晓强. 基于支持向量机的办公建筑逐时能耗预测[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(3): 331-336.
[5] 王峰, 陈佳莉, 陈灯红, 范勇, 李志远, 何卫平. 基于滑动Kriging插值的EFG-SBM求解含侧边界的稳态热传导问题[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(11): 1483-1492.
[6] 刘昊东, 张庆振, 郭云鹤, 茅佳雯. 基于递推最小二乘法的变体飞行器模型参数在线辨识[J]. 空天防御, 2020, 3(3): 103-110.
[7] 姚来鹏, 侯保林, 刘曦. 采用摩擦补偿的弹药传输机械臂自适应终端滑模控制[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(2): 144-151.
[8] 潘鹤斌, 宋波涛, 王皓. 基于优化法的飞行器复杂结构连接面刚度参数辨识[J]. 空天防御, 2019, 2(2): 1-4.
[9] 杨万友,王家序,黄彦彦,周青华,杨勇. 热载荷作用下颗粒增强复合材料温升分布数值模拟[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(11): 1342-1351.
[10] 蒋兰芳a,刘红b,柴国钟b,杨友东a,竺炯林b. 稳态热传导线源识别反问题的数值通解方法[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(02): 265-270.
[11] 徐锋a, 邹早建a, b, 宋鑫a. 基于支持向量机的水下运载器平面操纵运动建模[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2012, 46(03): 358-362.
[12] 蒋天一, 胡德金, 许开州, 许黎明. 改进型BP 神经网络对球面磨削最高温度的模拟与预测[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2011, 45(06): 901-906.
[13] 张心光, 邹早建. 基于支持向量回归机的船舶操纵响应模型辨识[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2011, 45(04): 501-504.
[14] 盛宏玉,李和平,叶建乔,巫绪涛. 组合实心圆柱体热传导瞬态分析的状态变量法
[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2011, 45(02): 247-0251.
[15] 倪何,程刚,孙丰瑞. 基于演化参数辨识的流体网络建模
[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2011, 45(02): 208-0213.
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