论文摘要
现代石化企业生产车间极易发生危险气体泄漏,而泄漏问题不可能被杜绝,人们只能从危险气体泄漏的初期阶段开始着手,对容易发生泄漏的场所进行在线监测。若某一车间发生危险气体泄漏,且能在第一时间被准确地检测定位,则可指引石化不同工作人员及时采取应急措施。因此,本文设计了一套危险气体泄露定位在线监测系统,并且针对该系统研究了相关气体源定位算法。首先,针对石化维护人员对监测系统移动端的迫切需求,本文设计了嵌入式移动终端监测平台。该平台根据模块化设计思想依次设计了监测节点、路由节点和协调器节点。嵌入式移动终端以S5PV210开发板为硬件平台,利用各类气体传感器及风速风向传感器实时采集石化车间环境信息,基于ZIGBEE无线传感器网络实现气体数据的传输,基于嵌入式Linux系统完成了QT监测界面及设备驱动程序的设计。其次,为了精确定位出气体源的位置,基于两种常见的气体扩散模型,推导出适用于无风和有风的气体湍流扩散模型一般表达式,并介绍了几种经典的气体源定位算法。针对风场条件下气体扩散模型的非线性特点以及初始值估计粗略导致的NLS算法定位精度降低,本文提出了一种基于粒子滤波的NLS初值优化的气体源定位算法(PF-NLS)。该算法采用NLS算法的预估结果作为初始值,通过PF算法精确估计气体源的位置和强度,最终可在气体源强度未知条件下实现气体源的精确定位。经仿真实验验证了PF-NLS算法在气体源强度未知时的优越性,并证明了该算法在有风条件下比NLS算法具备更高的定位精度,且通过优化初始值进一步提高了算法的收敛速度;同时在不同风速及测量噪声条件下对PF-NLS算法的定位性能进行了分析,验证了该算法的实用性。最后,系统定位功能由PC端组态王监测平台实现,基于OPC技术实现组态王与MATLAB之间的数据通信,运用PF-NLS算法实现了气体源的精确定位,并将定位结果呈现在组态界面上。该监测平台可实时显示各区域监测节点的气体浓度状况,便捷地查看各节点的浓度数据曲线,并且给出了对应车间参数报表,便于石化管理人员及时查询危险气体泄漏信息,迅速准确做出决策。本文研究结果可普遍应用于有毒、有害气体泄漏源的搜索和定位、危险环境监测、火灾源的检测和预警。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 李子豪
导师: 倪建云
关键词: 气体泄漏,气体源定位,嵌入式移动终端,组态王,气体扩散模型
来源: 天津理工大学
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅰ辑
专业: 无机化工,有机化工,燃料化工,石油天然气工业,安全科学与灾害防治
单位: 天津理工大学
分类号: TE65;TQ086
总页数: 68
文件大小: 5041K
下载量: 154
相关论文文献
- [1].暂降源定位方法在新能源背景下的展望[J]. 电气开关 2020(01)
- [2].全源定位与导航的发展与建议[J]. 导航与控制 2017(06)
- [3].国家示范性高职院校生源定位的价值选择[J]. 广州番禺职业技术学院学报 2010(06)
- [4].基于人工鱼群粒子滤波的信号源定位[J]. 电讯技术 2016(12)
- [5].低频振荡振荡源定位问题研究[J]. 黑龙江电力 2015(01)
- [6].基于进化策略的偶极子源定位[J]. 电脑知识与技术 2008(30)
- [7].基于气体扩散模型的气体源定位系统[J]. 国外电子测量技术 2017(09)
- [8].一种机器人仿生气味源定位策略[J]. 河北工业大学学报 2010(05)
- [9].基于多维输出支持向量回归机的脑电源定位[J]. 中国组织工程研究与临床康复 2009(17)
- [10].冬奥智慧场馆立体空间异常声源定位系统[J]. 智能建筑 2018(10)
- [11].群智能算法在气体源定位中的应用综述[J]. 计算机工程与应用 2019(18)
- [12].利用小波包的脑电源定位算法仿真研究[J]. 西安交通大学学报 2013(12)
- [13].含噪混合通信数据中信号源定位挖掘算法仿真[J]. 计算机仿真 2013(05)
- [14].全自动尿沉渣分析仪检测尿红细胞来源定位评价[J]. 中国卫生检验杂志 2008(05)
- [15].多电偶极子源定位问题的矩阵分析[J]. 北京交通大学学报 2008(03)
- [16].群体突发异常事件检测与事件源定位算法[J]. 中国民航大学学报 2019(03)
- [17].基于多源定位数据的实时船舶监控系统设计[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版) 2015(09)
- [18].断铅试验声发射信号处理与损伤源定位研究[J]. 中国测试 2015(08)
- [19].大噪声干扰下的通信信号源定位挖掘算法仿真[J]. 计算机仿真 2013(09)
- [20].基于分布式传感器阵列的静态气体源定位方法[J]. 电子科技大学学报 2014(02)
- [21].基于昆虫行为的小型气源定位移动机器人[J]. 广州大学学报(自然科学版) 2011(06)
- [22].基于扩展集员估计的气体源定位方法[J]. 重庆大学学报 2020(05)
- [23].利用压缩感知的无源分布式孔径非合作发射源定位方法[J]. 电子设计工程 2019(13)
- [24].具有容错能力的电能质量扰动源定位方法[J]. 电力系统保护与控制 2014(16)
- [25].一种反激光窃听预警系统的窃听源定位研究[J]. 应用光学 2018(03)
- [26].基于物联网结构的船舶监控中心多源定位数据研究[J]. 舰船科学技术 2016(24)
- [27].联合稀疏贝叶斯学习与子空间的近场信号源定位[J]. 信号处理 2017(S1)
- [28].配电系统电压跌落源定位新方法[J]. 山东大学学报(工学版) 2009(05)
- [29].基于稀疏对称阵列的混合信源定位[J]. 雷达科学与技术 2020(01)
- [30].无风度风向测量的无线传感器网络气源定位技术研究[J]. 江西科学 2018(05)