4.人工神經網絡
人的思維有兩種不同的基本方式:邏輯和直覺。邏輯思維是指按照邏輯規則進行推理的過程；首先，它將信息轉換成概念，並用符號表示出來。然後，根據符號運算以串行方式進行邏輯推理。這個過程可以寫成串行指令讓計算機執行。而直覺思維是將分布的信息進行綜合，結果是突發的想法或者解決問題的方法。這種思維方式的根本點在於以下兩點:1。信息通過神經元上的激勵方式在網絡上分布；2.信息處理是通過神經元之間同時相互作用的動態過程來完成的。
人工神經網絡是模擬人類思維的第二種方式。這是壹個非線性動態系統，其特點是信息的分布式存儲和並行協同處理。雖然單個神經元的結構極其簡單，功能有限，但是由大量神經元組成的網絡系統所能實現的行為卻是極其豐富多彩的。
4.1人工神經網絡的學習原理
人工神經網絡首先要按照壹定的學習準則進行學習，然後才能工作。以人工神經網絡識別手寫字母“A”和“B”為例，規定“A”輸出“1”，“B”輸出“0”。
所以網絡學習的準則應該是:如果網絡做出了錯誤的判斷，網絡要通過網絡學習來降低下次犯同樣錯誤的可能性。首先在(0，1)的區間內給網絡的每個連接權取壹個隨機值，將“a”對應的圖像模式輸入網絡。網絡將輸入模式加權相加，與閾值比較，然後進行非線性運算，得到網絡的輸出。在這種情況下，網絡輸出為“1”和“0”的概率分別為50%，這意味著它是完全隨機的。此時，如果輸出為“1”(結果正確)，則增加連接權重，使網絡再次遇到“A”模式輸入時仍能做出正確判斷。
如果輸出為“0”(即結果錯誤)，則向降低綜合輸入權重的方向調整網絡連接權重，旨在降低網絡下次遇到“A”模式輸入時犯同樣錯誤的可能性。有了這個操作調整，當幾個手寫字母“A”和“B”依次輸入網絡，按照上述學習方法通過網絡學習幾次後，網絡判斷的正確率會大大提高。這說明網絡已經成功學習了這兩種模式，並且在網絡的每壹個連接權值中都記憶了這兩種模式。當網絡再次遇到這些模式中的任何壹種，都可以做出快速準確的判斷和識別。壹般來說，壹個網絡包含的神經元越多，它能記住和識別的模式就越多。
4.2人工神經網絡的優缺點
人工神經網絡模擬了大腦神經元的組織模式，具有人腦功能的壹些基本特征，為人工智能的研究開辟了壹條新的途徑。神經網絡具有以下優點:
(1)並行分布式處理
由於人工神經網絡中神經元的排列不是混沌的，往往是分層的或者按規則的順序排列，信號可以同時到達壹組神經元的輸入端，非常適合並行計算。同時，如果把每個神經元看作壹個小的處理單元，整個系統可以是壹個分布式計算系統，避免了以前的“匹配沖突”、“組合爆炸”、“無限遞歸”等問題，推理速度快。
(2)可學習的習慣
相對較小的人工神經網絡可以存儲大量的專家知識，可以根據學習算法模擬真實環境，或者使用樣本指導系統(稱為教師學習)，或者自適應學習輸入(稱為無教師學習)，不斷自動學習，提高知識的存儲。
(3)健壯性和容錯性
由於大量神經元及其互連具有聯想記憶和聯想映射的能力，可以增強專家系統的容錯能力，人工神經網絡中少數神經元失效或出錯，不會嚴重影響系統的整體功能。而且克服了傳統專家系統中存在的“知識窄階”問題。
(4)概括能力
人工神經網絡是壹種大規模的非線性系統，它提供了系統自組織和協作的潛力。它可以完全逼近復雜的非線性關系。當輸入稍有變化時，其輸出能與原輸入產生的輸出保持相當小的差距。
(5)具有統壹的內部知識表示，任何知識規則都可以通過學習實例存儲在同壹個神經網絡的連接權值中，便於知識庫的組織和管理，通用性強。
雖然人工神經網絡有許多優點，但基於其固有的內在機理，人工神經網絡不可避免地有自己的弱點:
(1)最嚴重的問題是無法解釋自己的推理過程和推理依據。
(2)神經網絡無法向用戶提出必要的問題，當數據不足時，無法工作。
(3)神經網絡把所有問題的特征變成數字，把所有的推理變成數值計算，結果必然是信息的損失。
(4)神經網絡的理論和學習算法有待進壹步完善。
4.3神經網絡的發展趨勢及其在柴油機故障診斷中的可行性
神經網絡為現代復雜大系統的狀態監測和故障診斷提供了全新的理論方法和技術實現手段。神經網絡專家系統是壹種新型的知識表達系統，不同於傳統專家系統的高層邏輯模型。它是壹個低層的數值模型，信息處理是通過大量簡單的處理元素(節點)之間的相互作用來進行的。由於其分布式的信息保持模式，為專家系統的知識獲取、表達和推理提供了壹種全新的方式。它將邏輯推理與數值運算相結合，利用神經網絡的學習功能、聯想記憶功能和分布式並行信息處理功能，解決診斷系統中不確定知識的表示、獲取和並行推理問題。通過對經驗樣本的學習，將專家知識以權重和閾值的形式存儲在網絡中，利用網絡的信息保留性完成不精確的診斷推理，更好地模擬了專家基於經驗和直覺而非復雜計算的推理過程。
但這項技術是多學科知識的交叉應用領域，是壹門不成熟的學科。壹方面，設備的故障相當復雜；另壹方面，人工神經網絡本身仍有許多缺點:
(1)受限於腦科學現有的研究成果。由於生理實驗的難度，對人腦的思維和記憶機制的認識還很膚淺。
(2)尚未建立完整成熟的理論體系。目前，已經提出了許多人工神經網絡模型。綜上所述，這些模型壹般都是由節點及其互連構成的有向拓撲網絡，節點間的互連強度構成的矩陣可以通過某種學習策略來建立。但是僅僅這個* * *還不足以形成壹個完整的體系。這些學習策略大多各自為政，無法統壹在壹個完整的框架內。
(3)具有強烈的戰略色彩。這是在沒有統壹基礎理論支持的情況下解決壹些應用的自然結果。
(4)與傳統計算技術的接口不成熟。人工神經網絡技術永遠不可能完全取代傳統計算技術，只能在某些方面對其進行補充，因此需要進壹步解決與傳統計算技術的接口問題，才能獲得自身的發展。
雖然目前人工神經網絡存在許多不足，但神經網絡與傳統專家系統相結合的智能故障診斷技術仍將是未來研究和應用的重點。它最大限度地發揮了兩者的優勢。神經網絡擅長數值計算，適合淺層經驗推理；專家系統的特點是符號推理，適用於深層邏輯推理。智能系統並行運行，既擴大了狀態監測和故障診斷的範圍，又滿足了狀態監測和故障診斷的實時性要求。它既強調符號推理，又強調數值計算，因此能適應當前故障診斷系統的基本特點和發展趨勢。隨著人工神經網絡的不斷發展和完善，它將在智能故障診斷中得到廣泛應用。
根據神經網絡的上述優點和缺點，將神經網絡與傳統的專家系統相結合，建立壹個所謂的神經網絡專家系統是壹種研究趨勢。理論分析和應用實踐表明，神經網絡專家系統結合了兩者的優點，得到了更廣泛的研究和應用。
離心式制冷壓縮機的結構和工作原理與離心式鼓風機非常相似。但其工作原理與活塞式壓縮機有著本質的區別。它不是通過減少汽缸容積來增加蒸汽的壓力，而是依靠動能的變化。離心式壓縮機具有帶葉片的工作輪。工作輪轉動時，葉片帶動蒸汽運動或使蒸汽獲得動能，然後將部分動能轉化為壓力能，使蒸汽的壓力增加。這種壓縮機因工作時不斷吸入制冷劑蒸氣並沿徑向甩出，故稱為離心式壓縮機。其中，根據壓縮機內安裝的工作輪數量，分為單級式和多級式。如果只有壹個工作輪，則稱為單級離心式壓縮機，如果由幾個工作輪串聯組成，則稱為多級離心式壓縮機。在空調中，因為增壓較少，壹般是單級，其他方面使用的離心式制冷壓縮機大多是多級。單級離心式制冷壓縮機的結構主要由工作輪、擴壓器和蝸殼組成。壓縮機工作時，制冷劑蒸汽從吸汽口軸向進入吸汽室，來自蒸發器(或中冷器)的制冷劑蒸汽在吸汽室的分流作用下被引導均勻進入高速旋轉的工作輪3(工作輪也叫葉輪，是離心式制冷壓縮機的重要部件，因為只有工作輪才能將能量傳遞給蒸汽)。在葉片的作用下，蒸汽隨著作功旋轉高速旋轉，同時由於離心力的作用，在葉片通道內流動，使蒸汽的壓力和速度得到提高。從工作輪出來的蒸汽以逐漸擴大的橫截面面積進入擴散器4(因為蒸汽以高流速從工作輪出來，所以擴散器部分地將動能轉換成壓力能，從而增加蒸汽的壓力)。當蒸汽流過擴散器時，速度降低，壓力進壹步增加。穿過擴散器蒸汽被收集在蝸殼中，然後通過排氣口被引導至中間冷卻器或冷凝器。
二、離心式制冷壓縮機的特點和特性
與活塞式制冷壓縮機相比，離心式制冷壓縮機具有以下優點:
(1)單機制冷量大。制冷量相同時，體積小，占地面積小，重量比活塞輕5 ~ 8倍。
(2)由於沒有蒸汽閥、活塞環等易損件，沒有曲柄連桿機構，所以具有工作可靠、運行平穩、噪音低、操作簡單、維護費用低等優點。
(3)工作輪與機殼之間沒有摩擦，不需要潤滑。因此，制冷劑蒸汽不與潤滑油接觸，從而提高了蒸發器和冷凝器的傳熱性能。
(4)制冷量調節經濟方便，調節範圍大。
(5)對制冷劑的適應性差，某壹結構的離心式制冷壓縮機只能適應壹種制冷劑。
(6)因為適用分子量比較大的制冷劑，所以只適用於制冷量大的，壹般在250000 ~ 300000大卡/小時以上..如果制冷量太小，要求流量小，流道窄，流阻高，效率低。但經過近幾年的不斷改進，空調用離心式制冷壓縮機的單臺制冷量可以小到654.38+百萬大卡/小時。
制冷與冷凝溫度和蒸發溫度的關系。
根據物理學，旋轉體動量矩的變化等於外力矩，那麽
T=m(C2UR2-C1UR1)
兩邊乘以角速度ω，妳得到
Tω=m(C2UωR2-C1UωR1)
也就是說，主軸上的外力n為:
N=m(U2C2U-U1C1U)
將上述公式兩邊除以m，得到葉輪對單位質量制冷劑蒸氣所做的功，即葉輪的理論能頭。U2 C2
ω2c 2 ur 1r 2ω1c 1u 1c2rβ離心式制冷壓縮機的特性是指理論能頭與流量的關系，也可以表示為制冷量。
w = U2C2U-u 1c 1U≈U2C2U
(因為進口的C1U≈0)
C2U = U2-C2RCTGβC2R = Vυ1/(A2υ2)
所以有
W= U22(1-
Vυ1
ctgβ)
2 2U2
式中:v為葉輪吸入蒸汽的體積流量(m3/s)
υ 65438+υ 2 ——分別為葉輪入口和出口處的蒸汽比容(m3/kg)。
A2，U2 ——葉輪外緣的出口面積(m2)和圓周速度(m/s)。
β-葉片安裝角度
從上式可以看出，理論能量頭W與壓縮機結構、轉速、冷凝溫度、蒸發溫度和葉輪吸入蒸汽的體積流量有關。對於壹定結構、壹定轉速的壓縮機，U2、A2、β都是常數，所以理論能量頭W只與流量V、蒸發溫度、冷凝溫度有關。
根據離心式制冷壓縮機的特點，宜采用分子量相對較大的制冷劑。目前離心式冰箱使用的制冷劑有F-11、F-12、F-22、F-113、F-110。目前國內空調用離心式壓縮機應用最廣泛的是F-11和F-12，通常在蒸發溫度不太低、制冷量較大的情況下選擇離心式制冷壓縮機。另外，在石油化工行業，離心式制冷壓縮機使用丙烯和乙烯作為制冷劑，只有制冷量特別大的離心式壓縮機才使用氨作為制冷劑。
三、離心式制冷壓縮機的調整
離心式制冷壓縮機和其他制冷設備構成了壹個統壹的能源供應和消耗系統。制冷機組運行時，只有通過壓縮機的制冷劑流量與通過設備的制冷劑流量相等，且壓縮機產生的能量落差與制冷設備的阻力相適應，制冷系統的工況才能保持穩定。然而，冰箱的負載總是隨著外部條件和用戶對制冷量的使用而變化。因此，為了滿足用戶對冷負荷變化和安全經濟運行的需求，需要根據外界變化對制冷機組進行調節。離心式制冷機組制冷量的調節包括:改變壓縮機轉速1；2采用可旋轉的進口導葉；3改變冷凝器的進水口；4進氣節流等方式，其中最常用的是旋轉進氣導葉調節和進氣節流調節。所謂旋轉進口導葉調節，就是旋轉壓縮機進口的導葉，使進入葉輪的蒸汽產生旋流，使工作輪增加的動能發生變化來調節制冷量。所謂進汽節流調節，就是在壓縮機前面的進汽管道上安裝壹個調節閥。如果要改變壓縮機的工況，調節閥門的大小，通過節流降低壓縮機入口處的壓力，從而調節制冷量。調節離心式壓縮機制冷量最經濟有效的方法是改變進口導葉的角度，從而改變進入葉輪的蒸汽的速度方向(C1U)和流量V。但是，流量V必須控制在穩定的工作範圍內，以避免效率下降。