本文關(guān)鍵詞：遼河流域地下水污染模型反問題的卡爾曼濾波方法研究

  更多相關(guān)文章： 遼河流域 “三氮”溶質(zhì)運(yùn)移模型 卡爾曼濾波 有限差分法

【摘要】：遼河流域是我國北方以地下水作為主要飲用水源的流域,由于多年來不合理的開發(fā)利用,造成了一系列的環(huán)境地質(zhì)問題,而“三氮”污染問題尤為嚴(yán)重。在眾多針對(duì)地下水污染問題的模型建立及實(shí)際應(yīng)用中,受模型參數(shù)及實(shí)際誤差影響,很難得到理想結(jié)果�？柭鼮V波作為一種最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)方法,以其較強(qiáng)的噪聲抑制能力在地下水狀態(tài)估計(jì)及參數(shù)識(shí)別中正受到越來越多的重視。本文針對(duì)遼河流域李官堡水源地研究區(qū)建立的“三氮”溶質(zhì)運(yùn)移模型,應(yīng)用卡爾曼濾波技術(shù),結(jié)合有限差分法,對(duì)研究區(qū)水質(zhì)及參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。主要包括兩方面:一方面是參數(shù)識(shí)別。將卡爾曼濾波算法與溶質(zhì)運(yùn)移模型相結(jié)合,將污染物運(yùn)移模型參數(shù)視為隨機(jī)過程的狀態(tài)估計(jì)量,根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的溶質(zhì)濃度實(shí)測(cè)信息,運(yùn)用卡爾曼濾波算法進(jìn)行參數(shù)識(shí)別。由于傳統(tǒng)的卡爾曼濾波器是針對(duì)線性系統(tǒng)的一種算法,要求狀態(tài)方程與觀測(cè)方程的線性性,而作為觀測(cè)方程的偏微分方程是非線性的,需要先對(duì)其進(jìn)行線性化處理,本文利用有限差分的方法,較普遍流行的擴(kuò)展卡爾曼濾波算法在保證精度階數(shù)基本相同的前提下,避免了繁瑣的Jacobian矩陣和Hessian矩陣的計(jì)算,降低了計(jì)算難度;另一方面是對(duì)水質(zhì)濃度及模型參數(shù)的同時(shí)預(yù)測(cè)�？柭鼮V波算法不僅是一種有效的參數(shù)識(shí)別方法,而且可以通過對(duì)狀態(tài)方程的增廣,并行估計(jì)狀態(tài)和參數(shù),達(dá)到實(shí)時(shí)估計(jì)污染物濃度及相關(guān)參數(shù)的目的。
【關(guān)鍵詞】：遼河流域 “三氮”溶質(zhì)運(yùn)移模型 卡爾曼濾波 有限差分法
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O241.82
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-10
• 1.1 研究背景及意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.1 地下水反問題研究現(xiàn)狀8
• 1.2.2 卡爾曼濾波算法研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容9-10
• 第二章 卡爾曼濾波及有限差分10-16
• 2.1 傳統(tǒng)的卡爾曼濾波10-11
• 2.2 擴(kuò)展的卡爾曼濾波11-13
• 2.3 有限差分?jǐn)U展的卡爾曼濾波13-16
• 2.3.1 差商的定義13-14
• 2.3.2 溶質(zhì)運(yùn)移模型的差分格式14-16
• 第三章 水污染模型中的有限差分卡爾曼濾波算法16-20
• 3.1 水質(zhì)參數(shù)識(shí)別16-18
• 3.1.1 狀態(tài)方程的確定16
• 3.1.2 觀測(cè)方程的確定16-17
• 3.1.3 參數(shù)識(shí)別17-18
• 3.2 增廣狀態(tài)方程及變參量辨識(shí)法18-19
• 3.3 水質(zhì)參數(shù)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)19-20
• 第四章 有限差分卡爾曼濾波在遼河流域地下水污染模型中的應(yīng)用20-31
• 4.1 水源地概況20
• 4.2 三氮的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律20-21
• 4.3 數(shù)學(xué)模型21-22
• 4.4 模型剖分22
• 4.5 模型參數(shù)分區(qū)22-24
• 4.6 初始條件24-25
• 4.7 結(jié)果分析25-31
• 第五章 結(jié)論與展望31-32
• 5.1 結(jié)論31
• 5.2 展望31-32
• 致謝32-33
• 參考文獻(xiàn)33-36
• 作者簡(jiǎn)介36
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果36

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：777567