起重机能耗检测无线传感网数据处理技术研究

发布时间：2017-09-25 05:10

  本文关键词：起重机能耗检测无线传感网数据处理技术研究

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【摘要】：起重机能耗检测是起重机节能设计及节能监管的基础。起重机能耗检测无线传感网络采用无线传感器收集输入电能数据和运动机构的速度数据。起重机运行环境复杂,时刻面临着强烈的机械振动、高温、电磁干扰以及传感器零点漂移,导致传感器收集的数据经常出现不规则的非线性干扰变化,针对此问题,本文引入卡尔曼滤波器技术对传感器数据进行处理以期获得更准确的数据。本文研究了传统卡尔曼滤波器技术及其扩展技术的特点及应用,重点分析讨论了基于平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)的数据处理方法,并在此基础上提出了能进一步提高估计精度的带自适应噪声估计器的ANE-SRUKF处理算法。在ANE-SRUKF算法中引入了自适应噪声统计估计器,文中给出了适用于SRUKF的噪声均值和协方差计算公式。仿真实验结果表明,相比于传统的SRUKF,本文提出的ANE-SRUKF能够有效的估计噪声的协方差,其数值精度高于SRUKF18%左右。此外,起重机运行机构大车、小车和提升机构在三维方向运动具有相互影响的特点,因此三个运动机构的传感器数据具有相关性,根据一致性卡尔曼滤波思想,调整ANE-SRUKF的滤波过程,使其适应一致性卡尔曼滤波要求,形成了一致性平方根无迹卡尔曼滤波C-ANE-SRUKF的无线传感器网络数据处理算法。实验结果表明,与无迹卡尔曼滤波(UKF)和粒子滤波(PF)相比,C-ANE-SRUKF的估计精度可提高9%左右,C-ANE-SRUKF算法的耗时与UKF算法相当,远低于PF算法。
【关键词】：起重机 能耗检测 平方根无迹卡尔曼滤波 数据处理 一致性滤波
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH21;TP274
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 变量注释表14-15
• 1 绪论15-24
• 1.1 研究背景和意义15-17
• 1.2 研究现状17-19
• 1.3 无线传感器网络概述19-22
• 1.4 论文的主要研究内容和组织结构22-24
• 2 起重机能耗检测无线传感网络数据及处理24-34
• 2.1 起重机能耗检测指标体系24-25
• 2.2 起重机能耗检测无线传感网组成25-26
• 2.3 基于ADXL335的速度测量26-27
• 2.4 无线传感器网路数据处理的相关问题27-32
• 2.5 无线传感器网络数据处理考虑的问题32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 3 基于滤波的数据处理技术34-43
• 3.1 卡尔曼滤波34-35
• 3.2 扩展卡尔曼滤波35-36
• 3.3 无迹卡尔曼滤波36-38
• 3.4 平方根无迹卡尔曼滤波38-40
• 3.5 粒子滤波40-42
• 3.6 本章小结42-43
• 4 带自适应噪声估计器的SRUKF数据处理技术43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 噪声统计估计器43-44
• 4.3 带自适应噪声估计器的SRUKF44-47
• 4.4 仿真实验47-51
• 4.5 数据处理上位机软件51-56
• 4.6 本章小结56-57
• 5 一致性ANE-SRUKF无线传感器网络数据处理技术57-68
• 5.1 引言57
• 5.2 基于一致性ANE-SRUKF的无线传感器网络数据处理57-61
• 5.3 算法仿真与结果分析61-67
• 5.4 本章小结67-68
• 6 总结与展望68-70
• 6.1 总结68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-75
• 作者简历75-77
• 学位论文数据集77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 闫旭;李玉山;高崧;丁同浩;曲咏哲;;一种实现导纳矩阵宏模型无源性的快速方法[J];西安电子科技大学学报;2011年01期

2 程文明,王金诺;起重机的动态分析方法[J];起重运输机械;2002年02期

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本文编号：915530