發(fā)布時(shí)間：2020-10-26 12:37

　　 飛機(jī)客艙狹小封閉,空氣流動(dòng)性差,不當(dāng)?shù)奈廴疚餄舛葘⒂绊懗丝偷氖孢m度與健康。目前對(duì)于客艙環(huán)境的監(jiān)測(cè),普遍采用的是有線單傳感器測(cè)量的方法,有時(shí)會(huì)造成誤報(bào)警,對(duì)人力物力造成大量不必要的損失,因此有必要開(kāi)展一種新的測(cè)量方法,能夠在一些突發(fā)事件下,依舊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污染物濃度的準(zhǔn)確估計(jì)。為此,本文建立基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的污染物參數(shù)的監(jiān)測(cè)模型,并從容錯(cuò)角度對(duì)參數(shù)狀態(tài)估計(jì)算法進(jìn)行研究,目的在于為客艙污染物濃度的監(jiān)測(cè)提供具有實(shí)際工程意義的估計(jì)算法。本文為解決單傳感器測(cè)量誤差大的問(wèn)題,采用輸出校正的主輔傳感器節(jié)點(diǎn),建立基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的組合傳感監(jiān)測(cè)模型。針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中存在的丟包與路徑損耗,提出了一種基于事件觸發(fā)機(jī)制的一致性卡爾曼濾波算法進(jìn)行狀態(tài)估計(jì),并給出算法最優(yōu)增益,并采用李雅普諾夫第二法證明了算法的穩(wěn)定性條件。并且,考慮實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中能耗的限制,對(duì)算法能耗建立了模型,并分析了觸發(fā)閾值對(duì)能耗的影響。最后,為了減輕信號(hào)傳輸帶寬負(fù)擔(dān),對(duì)節(jié)點(diǎn)的測(cè)量值和估計(jì)值做量化處理,提出了量化后的狀態(tài)估計(jì)算法。仿真結(jié)果驗(yàn)證了上述各算法的有效性及準(zhǔn)確性,與傳統(tǒng)的局部卡爾曼濾波器相比,本文所提出的次優(yōu)事件觸發(fā)一致性卡爾曼濾波器具有更高的容錯(cuò)度,在存在丟包的環(huán)境下能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)且各傳感器間的一致性誤差較低,有效解決了誤報(bào)警問(wèn)題;與一致性卡爾曼濾波器相比,在合適的觸發(fā)閾值下可以達(dá)到與一致性卡爾曼濾波器幾乎相同的精度,而在有丟包的情況下,一致性卡爾曼濾波器會(huì)發(fā)散,該算法則能穩(wěn)定收斂;與時(shí)間觸發(fā)類算法相比,該算法大幅降低了傳輸能量的消耗,減小通訊負(fù)擔(dān),并在此基礎(chǔ)上,考慮實(shí)際帶寬的需求,對(duì)算法做量化處理,降低了帶寬的壓力。
【學(xué)位單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V223.2;TN929.5;TP212.9
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 基于WSN的客艙污染物濃度監(jiān)測(cè)模型
    2.1 多傳感器組合測(cè)量結(jié)構(gòu)
    2.2 客艙污染物濃度監(jiān)測(cè)模型
    2.3 一致性卡爾曼濾波
        2.3.1 卡爾曼濾波
        2.3.2 經(jīng)典一致性卡爾曼濾波算法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于WSN的客艙污染物濃度估計(jì)算法
    3.1 丟包與路徑損耗下的估計(jì)算法
        3.1.1 問(wèn)題描述
        3.1.2 考慮丟包與路徑損耗的卡爾曼一致性濾波算法
    3.2 算法穩(wěn)定性分析
    3.3 算法能耗分析
    3.4 量化通信下的卡爾曼一致性濾波算法
        3.4.1 均勻量化器
        3.4.2 對(duì)數(shù)量化器
        3.4.3 量化通信下的卡爾曼一致性濾波算法
    3.5 本章小結(jié)
第四章 仿真結(jié)果分析
    4.1 仿真參數(shù)
    4.2 算法性能仿真分析
    4.3 能耗仿真結(jié)果分析
    4.4 量化仿真結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
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