本文關(guān)鍵詞：基于時延估計的風電系統(tǒng)風速測定研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著傳統(tǒng)化石能源越來越緊張,不能滿足國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求,可再生能源的地位不斷地提高,對風能等新能源的研究與應(yīng)用提出了更高的要求。風速對于風資源評估和風力發(fā)電場是一個重要的參量。多種測風技術(shù)中,超聲波測風技術(shù)由于沒有轉(zhuǎn)動的機械部分,省去了經(jīng)常性的維護,并且它是通過測定信號從發(fā)射器到接收器的時間,從而得到精度較高的風速值,能夠滿足風力發(fā)電場在惡劣環(huán)境的條件下對測風儀器儀表的要求。時間延遲估計是一種可以較快速、準確地測出超聲波飛行時間的方法。本文首先對alpha穩(wěn)定分布和時間延遲估計問題進行了討論與研究,接著從隨機信號中噪聲建模的角度,把時間延遲估計方法分為基于高斯模型的和基于alpha穩(wěn)定分布的兩大類,為后續(xù)的研究做了理論鋪墊。然而,針對超聲波信號中出現(xiàn)的脈沖性非高斯信號,傳統(tǒng)的高斯模型不能夠?qū)λM行準確的建模。為了解決對脈沖信號合適建模及提高基于該模型的算法性能的問題,本文給出了基于改進的自適應(yīng)時間延遲估計方法,具體是用alpha穩(wěn)定分布來描述此類脈沖信號,重新設(shè)計了符合信號特性的優(yōu)化準則。通過計算機仿真分析,比傳統(tǒng)的高斯模型下的算法,在性能和精度上有所提升。最后,通過搭建超聲波信號采集系統(tǒng),來完成對超聲波的發(fā)射與接收,分別得到超聲波基準信號和超聲波回波信號,對給出的算法進行實驗驗證并解決出現(xiàn)的算法問題。通過得到時間延遲的估計值,根據(jù)時差法中超聲波順風和逆風傳播時的時間差與風速值的線性關(guān)系,計算出實時風速。經(jīng)過對實驗測得的風速值進行比較,超聲波測風系統(tǒng)相對于機械式測風系統(tǒng)有更高的精度等優(yōu)點,由于和標定的風速值相對誤差較小,具有良好的經(jīng)濟適用價值。
【關(guān)鍵詞】：風力發(fā)電 超聲波測風速 時間延遲估計 alpha穩(wěn)定分布 數(shù)據(jù)采集處理
【學位授予單位】：上海電機學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 選題來源11
• 1.2 選題背景及意義11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展13-19
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 alpha穩(wěn)定分布的研究21-27
• 2.1 概述21
• 2.2 alpha穩(wěn)定分布的定義21-22
• 2.3 alpha穩(wěn)定分布的基本性質(zhì)22-25
• 2.4 alpha穩(wěn)定分布的產(chǎn)生25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 時間延遲估計問題的概述和幾種基本的時延估計方法27-32
• 3.1 概述27-28
• 3.2 基于高斯模型的時間延遲估計28-30
• 3.2.1 相關(guān)法28
• 3.2.2 廣義相關(guān)法28-29
• 3.2.3 自適應(yīng)法29-30
• 3.2.4 相位譜法30
• 3.3 基于α穩(wěn)定分布的時延估計30-31
• 3.3.1 基于共變的時延估計30-31
• 3.3.2 基于最小平均p范數(shù)的時延估計31
• 3.3.3 基于分數(shù)低階協(xié)方差的時延估計31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第四章 基于改進的自適應(yīng)時間延遲估計方法及計算機仿真32-43
• 4.1 概述32-33
• 4.2 基于sigmoid變換的自適應(yīng)時延估計33-35
• 4.2.1 sigmoid變換33-34
• 4.2.2 自適應(yīng)時延估計34-35
• 4.3 計算機仿真35-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 第五章 超聲波測風系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與風速測定43-57
• 5.1 概述43
• 5.2 硬件采集電路43-49
• 5.2.1 模擬信號的調(diào)理44-47
• 5.2.2 數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換47-48
• 5.2.3 控制與通訊的實現(xiàn)48-49
• 5.3 風速測定49-56
• 5.3.1 超聲波數(shù)據(jù)采集49-51
• 5.3.2 數(shù)據(jù)處理設(shè)計與誤差分析51-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 總結(jié)57-58
• 6.2 展望58-59
• 參考文獻59-63
• 致謝63-64
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 帥師師;王露;方鑫;陳洋;劉澤;;基于超聲波風速風向測速算法研究[J];壓電與聲光;2015年03期

2 彭成;王平波;劉旺鎖;;Alpha穩(wěn)定分布序列的數(shù)值仿真方法[J];聲學技術(shù);2014年05期

3 劉麗麗;;煤礦用超聲波式風速風向傳感器設(shè)計[J];工礦自動化;2014年09期

4 湯勇;熊興中;;基于分數(shù)低階統(tǒng)計量的時延估計算法性能分析[J];四川理工學院學報(自然科學版);2014年04期

5 湯勇;熊興中;;基于分數(shù)低階統(tǒng)計量的時延估計算法比較[J];電子測量技術(shù);2014年08期

6 邱天爽;;非信號處理類碩士生“信號處理與數(shù)據(jù)分析”課程淺析[J];工業(yè)和信息化教育;2013年10期

7 譚德強;;氣體超聲波流量計的應(yīng)用與研究[J];儀器儀表標準化與計量;2013年04期

8 趙洪山;劉興杰;李聰;;基于機組動態(tài)風速信息的風電場有功控制策略[J];電力科學與工程;2013年01期

9 張延成;李志剛;;基于LMS自適應(yīng)時延估計和FPGA的超聲波測風系統(tǒng)研究[J];應(yīng)用聲學;2013年01期

10 丁向輝;李平;孟曉輝;;高精度超聲風速測量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2011年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孟凡剛;曲延濱;高蕾;;基于變步長LMS自適應(yīng)濾波算法的諧波檢測[A];中國儀器儀表學會第九屆青年學術(shù)會議論文集[C];2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 宋海輝;低風速風電機組風輪氣動優(yōu)化設(shè)計及優(yōu)化控制研究[D];華北電力大學;2014年

2 劉文紅;脈沖噪聲下時間延遲估計方法及應(yīng)用的研究[D];大連理工大學;2007年

3 李旭濤;Alpha穩(wěn)定分布模型及其應(yīng)用研究[D];華中科技大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周琳;沖擊噪聲下的稀疏自適應(yīng)濾波算法研究[D];沈陽工業(yè)大學;2015年

2 劉立聰;基于GIS的風能資源評估與風電場微觀選址關(guān)鍵模型[D];中國礦業(yè)大學;2014年

3 曲振林;基于FPGA的超聲波測風系統(tǒng)的設(shè)計[D];南京信息工程大學;2014年

4 王可;基于FPGA的超聲波流量計[D];齊魯工業(yè)大學;2013年

5 孟磊;α穩(wěn)定分布噪聲下的盲多用戶檢測算法研究[D];西南交通大學;2013年

6 徐培鑫;基于四階累積量極性迭代自適應(yīng)時延估計算法的研究[D];長春工業(yè)大學;2013年

7 張延成;基于FPGA的地面測風系統(tǒng)研究與設(shè)計[D];南京理工大學;2013年

8 何海浪;基于ARM的時差法超聲波流量計設(shè)計[D];華東理工大學;2013年

9 王葵軍;基于FPGA時差法超聲波風速風向傳感器系統(tǒng)的研究[D];電子科技大學;2011年

10 曹亞鵬;基于超聲波方法的一次風風速監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D];東北電力大學;2010年

  本文關(guān)鍵詞：基于時延估計的風電系統(tǒng)風速測定研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：324285