检索结果-内蒙古大学图书馆

推进技术 2020年第3期41卷 675-684页

作者：陈亚新苏三买西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

针对目前压气机动态模型用于主动稳定控制时,存在既不反映压气机变转速工况又不能模拟压气机内部周向位置失速信号发展过程的不足,在一维状态变量描述的压气机失稳动态模型基础上,以喷气装置作为执行装置,通过傅里叶变换,采用多维状态... 详细信息

针对目前压气机动态模型用于主动稳定控制时,存在既不反映压气机变转速工况又不能模拟压气机内部周向位置失速信号发展过程的不足,在一维状态变量描述的压气机失稳动态模型基础上,以喷气装置作为执行装置,通过傅里叶变换,采用多维状态变量描述压气机动态过程,建立了含喷气执行装置的压气机系统变转速工况下分布式动态模型。仿真结果表明,所建模型可实现定转速和变转速工况下的压气机不稳定行为动态仿真,采用该模型进行压气机主动稳定控制,可使压气机失速模态幅值由0.28减小为1×10^-5,能有效抑制压气机失速的发生,增强了模型的适用性。

关键词：压气机失速失稳分布式动态模型主动稳定控制

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无线传感器网络协作算法研究

无线传感器网络协作算法研究

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作者：李超江南大学

学位级别：硕士

无线传感器网络是由大量密集部署在目标区域的自治节点构成的一种自组织网络应用系统。它综合了无线通信技术、嵌入式技术、传感器技术、分布式信息处理技术等,是国内外公认的可以推动信息领域进入崭新发展阶段的新兴技术,在军事侦察、... 详细信息

无线传感器网络是由大量密集部署在目标区域的自治节点构成的一种自组织网络应用系统。它综合了无线通信技术、嵌入式技术、传感器技术、分布式信息处理技术等,是国内外公认的可以推动信息领域进入崭新发展阶段的新兴技术,在军事侦察、医疗监护、环境监测、交通管理、反恐防灾、智能家居等领域具有广泛的应用前景。无线传感器网络是由一组具有一定移动性的传感器节点组成的,是集数据采集、处理和传输于一体的分布式网络。覆盖问题是影响其工作效果的一个重要因素。在网络初始分布时,由于通常节点个数较多,采用人工的方法进行逐一放置显然不现实,取而代之的是常用的随机布撒的方式。但是,这样很难保证覆盖结果具有足够的均匀性,也就影响着网络的运行效率。因此,节点需要依据所设计的移动覆盖算法进行适当的位置调整。良好的移动覆盖算法应该使各移动节点依据且只依据周围临近节点的分布情况动态地调整自身位置,从而使整个网络覆盖趋向均匀;同时,在网络某些节点失效时能够较快地响应网络拓扑的变化。本文的目的是研究无线传感器网络的协作覆盖问题,设计与验证有效的解决方法。本文基于图论与机器人运动学,针对无线传感器网络分布式协作与多跳通信特点,提出了一种动态模型。该模型用Delaunay三角剖分和Voronoi图描述相邻节点的几何关系。模型中,每个节点的行为只与其一跳相邻节点和其所处环境有关。该模型为无线传感器网络中各种任务的完成提供了一个解决方案,例如网络的自组织覆盖,网络数据查询路由,相邻节点的信息共享。为解决无线传感器网络连接与覆盖问题,本文提出了两种自组织算法。第一种是改进的虚拟力算法,它将虚拟力与粒子群相结合,先用改进型粒子群算法对这两个系数寻优。然后利用寻优结果计算出虚拟力并部署节点。仿真表明在引力与斥力共同作用下,传感器网络能够兼顾网络节点部署的快速性与最终的覆盖率。第二种方法是基于生物竞争的自组织覆盖算法,该方法受自然界生物间争夺资源的启示,将静态传感器定义为“强势个体”,将可移动传感器定义为“弱势个体”,将每一个传感器节点的有效覆盖面积定义为该节点所获取的“自然资源”。仿真证明,生物竞争法能够很好的布置兼有动静态节点的网络。为了验证自组织方法的有效性,本文提出几种直观量化的自组织评价方案。利用Delaunay三角剖分评价节点实体和他们的关系以及结点之间的信息传递和融合;利用Voronoi图进行评价节点覆盖的区域;同时,对整个自组织过程,引用自组织度的概念对其分布效果进行定量分析。针对虚拟力自组织法中节点运动轨迹抖动、耗能大的问题,我们结合生物神经分流模型,提出了一种基于分流模型自组织路径平滑控制策略。由于分流模型的输出是稳定、光滑且有界的,故将分流模型与虚拟力控制相结合,有效地平滑了传感器网络自组织过程中节点的轨迹。本文还提出了同步和异步两种编队策略,仿真结果表明,异步法都能有效的使网络编队移动,顺利的到达新的目标覆盖区域;同步法能够完好的保持网络原有的结构,极大的减少节点间相互定位的损耗,有效的保持了相互通信,有极好的鲁棒性。

关键词：无线传感器网络分布式动态模型自组织连接与覆盖轨迹优化编队

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基于图论的无线传感器网络自组织算法研究

基于图论的无线传感器网络自组织算法研究

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作者：焦振军江南大学

学位级别：硕士

微电子机械系统(MEMS，microelectronic mechanism system)、无线通信和微电子技术、面向应用的嵌入式操作系统技术及相关的软件技术相结合，孕育出的无线传感器网络技术正以其自身独有的优点和广泛的应用前景，成为世界各国学者研究的... 详细信息

微电子机械系统(MEMS，microelectronic mechanism system)、无线通信和微电子技术、面向应用的嵌入式操作系统技术及相关的软件技术相结合，孕育出的无线传感器网络技术正以其自身独有的优点和广泛的应用前景，成为世界各国学者研究的热点。随着数字电路、无线通信等技术的发展，无线传感器网络技术已在许多应用领域获得越来越广泛和深入的应用。无线传感器网络可以使人们在任何时间、地点和任何环境条件下获取大量详实而可靠的信息，为信息的收集提供了巨大的便利。\n 无线传感器网络能够快速部署于敌对环境和无法进入的地形，这极大的扩展了我们远程监控环境的能力。无线传感器网络在军用与民用上均具有广泛的用途，例如战场搜救、危险环境操作、环境监测、目标跟踪和远程感测。\n 无线传感器网络中的节点最初一般都是人为随机布置在目标区域。由于是随机分配，导致节点集中在某一范围内，不能很好的监测目标区域。因此，如何在保证传感器网络连通性的基础上使传感器节点尽可能的均匀的覆盖目标区域是目前研究的焦点。\n 本文的目的是设计与验证无线传感器网络自组织算法。本文重点研究了几个与无线传感器网络及其自组织配置有关的问题。\n 本文基于图论与机器人运动学，针对无线传感器网络分布式协作与多跳通信特点，提出了一种动态模型。该模型用Delaunay三角剖分和Voronoi图描述相邻节点的几何关系。模型中，每个节点的行为只与其一跳相邻节点和其所处环境有关。该模型为无线传感器网络中各种任务的完成提供了一个解决方案，例如网络的自组织覆盖，网络数据查询路由，相邻节点的信息共享。\n 为解决无线传感器网络连接与覆盖问题，本文提出了一种虚拟力分布式自组织算法，在虚拟力方法中引力与斥力共同作用，控制着网络的自组织过程。\n 考虑到在实际应用场合，目标区域并不是完全平坦无障碍的，传感器节点包围目标时，移动必然会受到障碍物的影响。\n 为了更直观的显示节点避障和自组织配置，本文设计开发了传感器网络仿真系统，通过研究不同条件下传感器网络节点的避障，自组织效果与轨迹跟踪，在移动节点实际运动之前给出指导参数，可以较为明显的提高网络的性能。

关键词：无线传感器网络分布式动态模型图论自组织算法避碰规划

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无线传感器网络节能策略研究

无线传感器网络节能策略研究

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作者：王德胜江南大学

学位级别：硕士

随着网络技术和微机电系统技术的进步,以较低花费部署一组网络机器人于大范围内自动监测与收集数据是可行的。这些机器人以ad-hoc网络方式共享其感测信息,并通过协作与自适应配置构成了以监测指定环境为任务的无线传感器网络。无线传感... 详细信息

随着网络技术和微机电系统技术的进步,以较低花费部署一组网络机器人于大范围内自动监测与收集数据是可行的。这些机器人以ad-hoc网络方式共享其感测信息,并通过协作与自适应配置构成了以监测指定环境为任务的无线传感器网络。无线传感器网络在军用与民用上均具有广泛的用途,例如战场搜救、危险环境操作、环境监测、目标跟踪和远程感测。无线传感器网络中的节点一般采用电池供电,可以使用的电量非常有限,而更换电池是困难的甚至是不可能的;但是无线传感器网络的生存时间却要求长达数月甚至数年。因此,如何在不影响功能的前提下,尽量节约无线传感器网络的电池能量成为无线传感器网络的核心问题,也是当前国内外研究机构关注的焦点。本文的目的是设计与验证无线传感器网络的节能方法。本文重点研究了几个与无线传感器网络及其能耗有关的问题。本文基于图论与机器人运动学,针对无线传感器网络分布式协作与多跳通信特点,提出了一种动态模型。该模型用Delaunay三角剖分和Voronoi图描述相邻节点的几何关系。模型中,每个节点的行为只与其一跳相邻节点和其所处环境有关。该模型为无线传感器网络中各种任务(例如网络的自组织覆盖,网络数据查询路由,相邻节点的信息共享)的完成提供了一个解决方案。为解决无线传感器网络连接与覆盖问题,本文提出了三种自组织算法。第一种方法利用微粒群算法在多目标优化方面的优势,用其改善传感器网络节点的自组织,使得网络在覆盖的均匀性、快速性和连结的可靠性方面均有较好的表现。第二种方法是一种虚拟力与粒子群相结合的分布式自组织算法。在虚拟力方法中引力与斥力共同作用,控制着网络的自组织过程,其系数的确定与传感器网络展开的效果密切相关。此算法先用改进型粒子群算法对引力系数与斥力系数寻优,然后利用这两个系数的寻优结果计算出虚拟力并部署节点。仿真表明此方法能够兼顾部署的快速性和最终的覆盖率。第三种方法将市场竞争规律应用于无线传感器网络的连接与覆盖,把传感器网络中的节点类比为市场竞争中的经济主体,把目标监测区域类比为经济资源,把对传感器网络所做的优化配置类比为市场竞争行为对经济资源的优化配置。该算法能够降低节点的计算量、移动距离及信息复杂度,也能提高网络的节能效率。针对无线传感器网络多跳转播问题,本文根据Friis自由空间方程推导出使用中继节点通信能够减少能耗的必要条件,提出了一种能量高效性单播路由算法。该算法首先对被讨论的网络剪枝,只保留满足节能条件的中继节点。剪枝后的网络被看作一个图,在给每一跳赋一个反映其能耗的代价值后可以计算出最小代价路径。仿真结果表明该算法在节省能量和算法复杂度方面能够取得较好的平衡,同时也体现了将剪枝应用于无线传感器网络的优越性和潜力。为降低无线传感器网络中射频模块的能量消耗,本文提出了一种基于指向性天线的节能策略。该方法利用指向性天线的高增益、低旁瓣特性,能够大量减少信道损失、冲突、串扰等因素引起的能耗,显著提高网络的能量利用效率。基于Delaunay三角剖分和Voronoi图,本文提出了一种数据融合方法,并结合本文提出的能耗模型对其节能原理做了分析。仿真结果表明将数据融合方法应用于无线传感器网络节能是有效的。在全文的结论部分,归纳了本文所做的主要工作和仍然存在的几点不足,并对无线传感器网络节能策略研究的发展趋势做了展望。

关键词：无线传感器网络分布式动态模型节能自组织连接与覆盖路由协议指向性天线信息融合

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