本文關(guān)鍵詞：四旋翼飛行器在電廠典型環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： AERMOD大氣擴(kuò)散模型 向量相似度 模糊技術(shù) 煙氣自動采集 四旋翼飛行器 無刷電機(jī)驅(qū)動控制

【摘要】：隨著我國電廠數(shù)量的持續(xù)增加,基于四旋翼空地一體化大氣污染監(jiān)測成為目前電廠環(huán)境監(jiān)測的研究重點(diǎn)。電廠環(huán)境污染主要以煤煙型SO2氣體和煙塵顆粒物為主,而煙塵顆粒物又是形成霧霾的主要原因,霧霾給人和社會發(fā)展帶來了諸多危害。因此,設(shè)計出一種更為全面的電廠典型環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),對火電廠健康發(fā)展具有重要意義。論文以某電廠作為研究背景,在現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)上,利用AERMOD大氣擴(kuò)散模型、四旋翼飛行器、GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)、GPS定位技術(shù)、煙氣自動采集系統(tǒng)和地面監(jiān)控站等軟、硬件設(shè)備,開展四旋翼飛行器在電廠典型環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究與設(shè)計工作。其主要工作如下:首先,針對電廠環(huán)境大氣污染擴(kuò)散問題,選擇AERMOD模型作為該區(qū)域大氣擴(kuò)散模型。以美國懷俄明州大學(xué)提供的高空氣象數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)貧庀缶痔峁┑臍庀髷?shù)據(jù)作為計算基礎(chǔ),分析了電廠周邊環(huán)境煙氣污染物濃度分布情況,并確立了電廠環(huán)境污染典型區(qū)域。其次,論文預(yù)測了電廠典型環(huán)境大氣污染等級。利用向量相似度原理計算影響大氣環(huán)評各因素的權(quán)重,并結(jié)合各權(quán)重采用模糊技術(shù)計算典型環(huán)境煙氣濃度與污染標(biāo)準(zhǔn)的貼近度,完成電廠典型環(huán)境污染程度的全面評價和預(yù)測。最后,論文以光、電結(jié)合方式作為電廠煙氣檢測的主要手段,研制以四旋翼飛行器為載體的煙氣自動采集、GPS全球定位、GPRS無線通信的電廠空間大氣環(huán)境監(jiān)測平臺,并開發(fā)了LabVIEW結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫的電廠環(huán)境監(jiān)測地面監(jiān)控站。在完成系統(tǒng)軟、硬件平臺仿真設(shè)計的基礎(chǔ)上,將四元數(shù)、卡爾曼濾波等經(jīng)典算法應(yīng)用于四旋翼空間姿態(tài)解算中,經(jīng)PID飛行控制算法調(diào)節(jié)后輸出至4個無刷電機(jī)驅(qū)動控制器后完成四旋翼在電廠環(huán)境空間任意方位的飛行。
【關(guān)鍵詞】：AERMOD大氣擴(kuò)散模型 向量相似度 模糊技術(shù) 煙氣自動采集 四旋翼飛行器 無刷電機(jī)驅(qū)動控制
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X84;TM621
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景9-10
• 1.2 課題研究意義10
• 1.3 課題研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-12
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀及趨勢10-11
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及趨勢11-12
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容12-14
• 2 電廠典型環(huán)境污染物濃度預(yù)測數(shù)學(xué)模型14-27
• 2.1 AERMOD大氣擴(kuò)散模型14-19
• 2.1.1 AERMOD模型原理14
• 2.1.2 AERMOD煙氣污染源類型14-15
• 2.1.3 AERMOD污染物濃度預(yù)測算法15-17
• 2.1.4 AERMOD電廠環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)17-19
• 2.2 向量相似度和模糊技術(shù)煙氣污染等級評價19-23
• 2.2.1 向量相似度評價原理19-20
• 2.2.2 向量相似程度賦權(quán)法20-21
• 2.2.3 模糊技術(shù)污染等級評價21-23
• 2.3 電廠典型環(huán)境煙氣濃度預(yù)測分析23-26
• 2.3.1 日濃度預(yù)測結(jié)果23
• 2.3.2 年SO2濃度預(yù)測結(jié)果23-24
• 2.3.3 污染等級評價結(jié)果24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 四旋翼環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)27-51
• 3.1 四旋翼飛行原理27-28
• 3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案28-29
• 3.3 煙氣自動采集系統(tǒng)設(shè)計29-37
• 3.3.1 煙塵顆粒物監(jiān)測29-32
• 3.3.2 氣態(tài)污染物監(jiān)測32-33
• 3.3.3 煙氣參數(shù)監(jiān)測33-35
• 3.3.4 煙氣自動采集ADC電路設(shè)計35-37
• 3.3.5 協(xié)處理器STC89C54RD+電路設(shè)計37
• 3.4 無刷電機(jī)調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計37-43
• 3.4.1 無刷電機(jī)數(shù)學(xué)模型38-40
• 3.4.2 無刷電機(jī)BLDCM選型40
• 3.4.3 基于STC15W404AS無刷電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計40-42
• 3.4.4 無刷電機(jī)轉(zhuǎn)子檢測電路設(shè)計42-43
• 3.5 四旋翼飛行控制系統(tǒng)設(shè)計43-47
• 3.5.1 空間姿態(tài)信號檢測技術(shù)43-44
• 3.5.2 GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)44-45
• 3.5.3 GPS衛(wèi)星定位模塊45
• 3.5.4 基于STM32F103飛控系統(tǒng)電路設(shè)計45-47
• 3.6 輔助電源模塊電路設(shè)計47-48
• 3.7 電廠典型環(huán)境Lab VIEW地面監(jiān)控中心48-50
• 3.8 本章小結(jié)50-51
• 4 四旋翼飛行控制算法分析與實現(xiàn)51-65
• 4.1 四元數(shù)飛控算法51-54
• 4.1.1 空間坐標(biāo)變換原理51-52
• 4.1.2 四元數(shù)與歐拉角相互轉(zhuǎn)換52-54
• 4.2 卡爾曼濾波算法54-55
• 4.2.1 卡爾曼數(shù)據(jù)濾波算法設(shè)計54
• 4.2.2 卡爾曼濾波算法Matlab仿真54-55
• 4.3 無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)Matlab仿真55-57
• 4.4 PID四旋翼姿態(tài)控制器設(shè)計57-60
• 4.4.1 PID控制器原理57-58
• 4.4.2 PID控制器Matlab仿真58-60
• 4.5 四旋翼空間運(yùn)動軌跡仿真60-61
• 4.6 系統(tǒng)下位機(jī)程序設(shè)計61-64
• 4.6.1 STM32F103主程序設(shè)計61-62
• 4.6.2 STC89C54煙氣自動采集程序設(shè)計62-63
• 4.6.3 STC15W404無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)程序設(shè)計63-64
• 4.7 本章小結(jié)64-65
• 5 系統(tǒng)測試65-72
• 5.1 輔助電源電能質(zhì)量測試分析65-66
• 5.2 無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)測試分析66-67
• 5.3 煙氣自動采集模塊測試分析67-69
• 5.3.1 煙氣采集ADS7841E模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊測試67-68
• 5.3.2 GP2Y1010AU0F1煙塵監(jiān)測模塊測試68-69
• 5.4 四旋翼空間姿態(tài)測試分析69-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 附錄81-83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜京義;杜博瑋;韓娟;閆愛軍;;一種預(yù)測接地網(wǎng)腐蝕速率的新方法[J];數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識;2015年19期

2 傅志寰;宋忠奎;陳小寰;王健夫;趙吉詩;;我國節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考[J];中國工程科學(xué);2015年08期

3 萬云霞;許倫豹;胡龍;吳佳鑫;王言章;;基于Arduino的四旋翼飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計[J];吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版);2015年04期

4 儲夢然;李世祥;;我國霧霾治理的路徑選擇[J];安全與環(huán)境工程;2015年03期

5 王敏;黃瀅;;中國的環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長[J];經(jīng)濟(jì)學(xué)(季刊);2015年02期

6 賀敬行;薛亞平;李建榮;;基于nRF24L01的通用型遙控開關(guān)的設(shè)計[J];電子世界;2014年18期

7 劉桂芳;潘文斌;;大氣擴(kuò)散模型AERMOD與CALPUFF輸入數(shù)據(jù)的對比研究[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2014年09期

8 劉銳;翟傳森;謝濤;丁青云;胡秋紅;;“空地一體化”環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測與管理系統(tǒng)設(shè)計[J];環(huán)境保護(hù)科學(xué);2014年03期

9 杜京義;韓娟;寇水潮;趙茜;;基于模糊可拓層次分析的接地網(wǎng)腐蝕速率預(yù)測[J];計算機(jī)應(yīng)用與軟件;2014年06期

10 LU Kai;QIN Yu;HE Guang Xue;George F.GAO;;The Impact of Haze Weather on Health: A view to Future[J];Biomedical and Environmental Sciences;2013年12期

，

本文編號：674919