悬移质含沙量检测的Kalman-GORBF多源数据最优融合模型研究

发布时间：2021-08-15 23:18

　　针对悬移质含沙量在线检测易受环境因素的影响,提出基于卡尔曼（Kalman）滤波和遗传算法优化的径向基函数（Genetic Optimized Radial Basis Function,GORBF）神经网络的多源数据最优融合模型.首先简述Kalman滤波的基本原理,将基于音频共振法传感器的信号进行Kalman滤波;对悬移质含沙量、水温、电导率以及深度信息进行综合分析,找出对悬移质含沙量检测有关联的环境因素;并应用RBF神经网络对悬移质含沙量数据进行多源数据处理,融合了影响悬移质含沙量检测的环境因素;最后探讨遗传算法（Genetic Algorithm）优化径向基神经网络（RBF Neural Network）参数的方法,提出遗传算法来优化RBF的半径和离散尺度,获得了悬移质含沙量检测的多源数据最优融合效果,有效地减少环境因素对悬移质含沙量检测的影响.为了比较Kalman-GORBF多源数据融合模型的处理效果,在相同环境下还进行了Kalman-RBF,GORBF、多元线性回归和一元线性回归方法的处理,并进行悬移质含沙量测量的误差分析.试验结果表明,基于Kalman-GORBF多源数据最优... 

【文章来源】：应用基础与工程科学学报. 2020,28(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

RBF神经网络结构

含沙量测量试验是在高1m、半径为1m的塑料圆桶中进行的．实验材料选取了粉煤灰作为材料．其平均粒径为33.29μm，中数粒径为21.87μm，其粒度分布如图2所示．2.2 硬件平台架构搭建

本文设计了基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的悬移质含沙量检测系统，同时也能采集环境量信息，如水体的温度、深度、电导率等信息．多传感器信息传送到监控电脑上进行实时显示，如图3(a)所示．音频共振传感器结构如图3(b)所示．图3(b)中，1为音频共振体由音频共振左臂;1-1为音频共振右臂;音频共振体的共振激励器为2和201组成;3为温度传感器、4为压力传感器、5为可延长轴上;可延长轴5通过塑胶防振套6和固支体螺旋丝7相连接．8为保护圆盒;9为密封盖9;10为电源线的进线孔．3 结果分析

【参考文献】：
期刊论文
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[2]红外泥沙测量中的多种影响因素对比分析[J]. 李勇涛,陈英智,李立新,焦宝明.  水土保持应用技术. 2017(05)
[3]径流泥沙监测方法研究现状与展望[J]. 展小云,曹晓萍,郭明航,赵军.  中国水土保持. 2017(06)
[4]悬移质泥沙自动监测仪设计[J]. 刘玉洁.  电子测试. 2017(07)
[5]基于OBS 3+传感器的实验室含沙量测量系统开发和应用[J]. 栾润润,张瑞波.  水道港口. 2017(01)
[6]利用ADCP回波强度估算河流悬移质含沙量的应用研究[J]. 杨惠丽,罗惠先,于奭.  水利水电技术. 2017(01)
[7]基于Kalman-BP协同融合模型的含沙量测量[J]. 刘明堂,田壮壮,齐慧勤,张成才,刘雪梅.  应用基础与工程科学学报. 2016(05)
[8]黄河泥沙变化研究现状与问题[J]. 穆兴民,王万忠,高鹏,赵广举.  人民黄河. 2014(12)
[9]河流含沙量在线测验技术对比研究[J]. 李德贵,罗珺,陈莉红,李学春.  人民黄河. 2014(10)
[10]单传感器多尺度状态融合估计算法[J]. 章涛,吴仁彪,李月敏.  信号处理. 2013(08)

博士论文
[1]基于多源多尺度数据融合的黄河含沙量检测模型研究[D]. 刘明堂.郑州大学 2015

硕士论文
[1]悬移质含沙量在线检测的多传感器数据融合研究[D]. 齐慧勤.华北水利水电大学 2018
[2]时空Kalman滤波及其在变形监测数据处理中的应用[D]. 潘家宝.中南大学 2014



本文编号：3345119