以EXTENDED-KALMAN-FILTER及專家系統估測熱網路參數並監控系統錯誤

Abstract

本論文包含以下四部分：第一部分以延展性卡門過濾器(Extended Kalman Filter; EKF)方法估測熱網路參數(Parameter) ，第二部分以實驗方法顯示EKF 法可即時(Re- al-time)完成，第三部分對EKF 作估計系統參數時之各種性質深入探討，第四部分以 專家系統(Expert System) 配合監控(Monitoring)方法用於上述系統作估計時所可能 發生錯誤之檢測(Detection) 并修正。 在應用卡門過濾器(Kalman Filter) 的技術估測動態系統狀態(State) 時，必須在系 統參數書籍及系統盄性的條件下才可使用；而EKF 方法被發展出來就是為了應付上述 兩條件不完全成立的情形，如估測熱網路參數時即是。於此，欲估測之系統參數包含 熱導和熱容，本論文應用EKF 方法在各種結構和條件的熱網路或電網路成功的估測出 上述參數。其它，如接觸電阻等，難以估測的系統參數亦可以此法來做。 第二部分不同於第一部分以實驗方法證實EKF 之可行性及可線上即時估測性，以一部 電腦模擬實際系統之運作；以另一部電腦平行處理由第一部電腦經AD/DA 界面所傳出 之系統輸入值及觀測值，當系統運作同時，系統參數即時被估測出來，於此，以電腦 模擬系統是為得到較一般性的系統，配合實際須求，得以物理系統代之。 第三部分對EKF 用作估測參數的特殊問題作進一步探討，這些問題包括初始值的設定 ，雜訊(Noise) 統計特性之選擇差異所造成的影響，線性化卡門過濾器(Linearized Kalman Filter)和EKF 之比較等。 第四部分對上述系統估測過程中因感測器不可靠或參數發生變化等影響正常預測之各 種因素，利用專家系統配合監控的方法，檢測出錯誤類型并提供對策，這種方法首次 被應用在實際熱網路系統上。