發(fā)布時間：2020-04-08 18:04

【摘要】：針對鮮有人研究三維空間煙羽自主追蹤及煙羽源自主定位問題,本論文提出了兩種方法:模擬退火算法結合模糊C均值聚類的方法和布谷鳥搜索算法結合模糊C均值聚類的方法。通過模擬退火算法或布谷鳥搜索算法產生四軸飛行器自主追蹤煙羽的位置信息,避免了四軸飛行器采集煙羽濃度的盲目性;將位置信息及該位置處對應的煙羽濃度信息構成四維特征向量,采用模糊C均值聚類算法對該組特征向量聚類分析,獲取三維空間煙羽濃度分布區(qū)域,為模擬退火算法或布谷鳥搜索算法迭代位置信息提供數據信息。論文主要研究了四個方面的內容,即:研究模糊C均值聚類算法參數優(yōu)化、研究所提出的模擬退火算法結合模糊C均值聚類算法追蹤煙羽、研究煙羽分布辨識方法和研究所提出的布谷鳥搜索算法結合模糊C均值聚類算法追蹤煙羽。為了模擬四軸飛行器自主追蹤煙羽,構建了四軸飛行器的運動學模型,建立了四軸飛行器四個旋翼轉速與總的升力、俯仰力矩、橫滾力矩、偏航力矩之間的關系,在Simulink環(huán)境下搭建了四軸飛行器追蹤煙羽的仿真平臺。為了優(yōu)化模糊C均值聚類算法參數,采用了兩種聚類評價指標,通過多組實驗優(yōu)化了模糊C均值聚類算法參數。為了驗證所提方法的合理性,設計了硬件采集模塊,實驗室模擬了煙羽源,建立了三維空間坐標系,采集了380個由x、y、z坐標數據及其對應的煙羽濃度數據,將采集的數據構成四維特征向量。選取380個四維特征向量數據中的50個,作為FCM聚類算法的初始數據點,做了5次實驗來驗證所提出的兩種方法的合理性,結果表明:所提出的方法能在僅以50個四維特征向量數據作為初始數據的情況下,能夠自主定位到煙羽源附近,為三維空間煙羽自主追蹤及煙羽源定位提供了參考價值。
【圖文】：

新疆大學碩士學位論文第一章 緒論.1 研究背景及意義隨著經濟的不斷增長，所帶來的大氣污染問題日益加劇，給生態(tài)環(huán)境、人民活和健康造成嚴重影響[1]。大氣污染狀況如圖 1-1 及 1-2 所示。圖 1-1 是工業(yè)氣源源不斷地向大氣中排放，圖 1-2 是大氣污染導致的嚴重霧霾天氣。據環(huán)保門不完全統(tǒng)計，，在 2004-2009 年五年間，由大氣污染造成的污染事故累計達到36 起，占總環(huán)境污染事故的 37.1%[2]。2013 年，涉及 25 省 100 多座城市均經歷持續(xù)的霧霾籠罩和困擾，給交通出行和人民生活帶來了不便。

新疆大學碩士學位論文第一章 緒論.1 研究背景及意義隨著經濟的不斷增長，所帶來的大氣污染問題日益加劇，給生態(tài)環(huán)境、人民活和健康造成嚴重影響[1]。大氣污染狀況如圖 1-1 及 1-2 所示。圖 1-1 是工業(yè)氣源源不斷地向大氣中排放，圖 1-2 是大氣污染導致的嚴重霧霾天氣。據環(huán)保門不完全統(tǒng)計，在 2004-2009 年五年間，由大氣污染造成的污染事故累計達到36 起，占總環(huán)境污染事故的 37.1%[2]。2013 年，涉及 25 省 100 多座城市均經歷持續(xù)的霧霾籠罩和困擾，給交通出行和人民生活帶來了不便。
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X831;TP18

【參考文獻】

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1 魏傳鋒;龐麗萍;;利用單傳感器的三維密閉空間突發(fā)持續(xù)污染源辨識研究[J];宇航學報;2013年08期

2 余瀟瀟;張林;李安國;;基于稀疏系統(tǒng)辨識的空氣污染源定位算法[J];清華大學學報(自然科學版);2013年08期

3 謝濤;劉銳;胡秋紅;鹿強;楊維順;;無人機大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)設計探討[J];環(huán)境科學與技術;2013年S1期

4 王陽;孟慶浩;李騰;曾明;;室內通風環(huán)境下基于模擬退火算法的單機器人氣味源定位[J];機器人;2013年03期

5 張建化;鞏敦衛(wèi);張勇;;基于微粒群優(yōu)化的有限通信多機器人氣味尋源[J];控制與決策;2013年05期

6 伊力哈木·亞爾買買提;楊建庭;;基于改進FCM聚類算法的維吾爾文字圖像分割[J];計算機仿真;2012年07期

7 田宇;李偉;張艾群;;自主水下機器人深海熱液羽流追蹤仿真環(huán)境[J];機器人;2012年02期

8 陳文君;陳鎖忠;都娥娥;王衍斐;;突發(fā)性大氣污染事故應急監(jiān)測系統(tǒng)的設計與開發(fā)[J];地球信息科學學報;2011年01期

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1 石凱;田宇;俞建成;劉健;;基于柵格地圖的多化學羽流源定位[A];第六屆全國信息獲取與處理學術會議論文集（1）[C];2008年

本文編號：2619660