發(fā)布時(shí)間：2020-12-16 04:56

　　針對(duì)機(jī)場(chǎng)道面積冰厚度預(yù)測(cè)問題,建立了降雨過程中的熱量平衡模型,分析在空氣溫度、濕度、風(fēng)速、降雨量四個(gè)氣象因素與道面材料影響下的道面積冰生長(zhǎng)規(guī)律。根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),采取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用最小二乘支持向量機(jī)的方法對(duì)道面積冰厚度進(jìn)行預(yù)測(cè)。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）分析道面積冰與周圍大氣環(huán)境、道面介質(zhì)材料之間的熱量損耗和傳遞,基于能量守恒建立積冰過程能量平衡方程求解凍結(jié)系數(shù);根據(jù)水滴運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算控制體內(nèi)積冰質(zhì)量;采用歐拉兩相流模型計(jì)算道面水滴碰撞系數(shù)。對(duì)道面積冰生長(zhǎng)模型進(jìn)行數(shù)值模擬,分析氣象因子對(duì)道面積冰增長(zhǎng)的影響。（2）針對(duì)機(jī)場(chǎng)道面積冰冰厚的問題,建立了粒子群算法對(duì)最小二乘支持向量機(jī)參數(shù)尋優(yōu)的機(jī)場(chǎng)道面積冰預(yù)測(cè)模型,在粒子群算法中引入了新的學(xué)習(xí)因子參數(shù)尋優(yōu)的范圍并加入了線性遞減的慣性權(quán)值。由影響道面積冰的氣象因子數(shù)據(jù)與積冰厚度數(shù)據(jù)相結(jié)合組成積冰預(yù)測(cè)向量,根據(jù)建立的積冰預(yù)測(cè)模型對(duì)道面積冰厚度進(jìn)行預(yù)測(cè)。（3）搭建道面模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái),模擬并控制氣象因子變化范圍進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出影響道面積冰影響因子的主次順序。根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)對(duì)建立的道面積冰生長(zhǎng)模型和PSO-LS-SVM預(yù)測(cè)模型進(jìn)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)民航大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

道面積冰

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文47面并且構(gòu)造風(fēng)循環(huán)通道，使氣流能夠循環(huán)降低實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的壓力。期間使用計(jì)算機(jī)計(jì)算所需降雨量的體積和噴灑的次數(shù)，并且將降雨量信息和風(fēng)速信息儲(chǔ)存起來(lái)。風(fēng)機(jī)如圖5-3(c)所示。(a)溫控儀(b)工業(yè)加濕器(c)風(fēng)機(jī)圖5-3實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖5.1.2數(shù)據(jù)采集硬件構(gòu)成通過學(xué)者對(duì)道面積冰影響的分析，發(fā)現(xiàn)道面溫度對(duì)積冰有很大的影響，故實(shí)驗(yàn)過程中也采集了道面溫度，由于道面溫度隨著外界環(huán)境的變化而變化，屬于不可控因素，故在實(shí)驗(yàn)中只是采集道面溫度的數(shù)據(jù)而不是控制道面溫度。(a)IRS31傳感器(b)氣象傳感器圖5-4道面溫度傳感器和氣象傳感器圖道面溫度傳感器采用德國(guó)Lufft公司生產(chǎn)的IRS31道面?zhèn)鞲衅�，可以�?zhǔn)確測(cè)量道面溫度和路面的干濕狀況，在公路路面已經(jīng)大范圍應(yīng)用，其通過RS485的形式輸出信號(hào)，其數(shù)據(jù)傳輸時(shí)波特率設(shè)置為19200，停止位設(shè)置為1，無(wú)奇偶校驗(yàn)位。將其嵌入模擬道面中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。采用Vaisala氣象傳感器對(duì)高低溫實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部的溫度和濕度信息進(jìn)

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文48行采集，通過USB串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸過程中波特率設(shè)置為19200，停止位設(shè)置為1，奇校驗(yàn)位。氣象傳感器和道面溫度傳感器圖，如圖5-4所示。(a)數(shù)碼顯微鏡圖(b)數(shù)碼顯微鏡測(cè)量積冰厚度圖圖5-5數(shù)碼顯微鏡及其測(cè)量積冰厚度圖實(shí)驗(yàn)中測(cè)量積冰厚度所采用的的儀器為Dino-Lite手持式數(shù)碼顯微鏡，通過USB接口與計(jì)算機(jī)相連，對(duì)物體能夠進(jìn)行200倍以內(nèi)的放大觀察。其分辨率能夠達(dá)到1280*1024，并且在其鏡頭周圍有LED燈，可增加亮度，提高觀察物體的清晰度。將其對(duì)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)冰層進(jìn)行拍照，然后再對(duì)照片中的冰層厚度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量精度為0.001mm。數(shù)碼顯微鏡及其測(cè)量積冰厚度圖，如圖5-5所示。5.1.3數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)(1)傳感器數(shù)據(jù)解析路賦德lufft傳感器使用其自帶16進(jìn)制數(shù)據(jù)協(xié)議進(jìn)行傳輸，可對(duì)其進(jìn)行應(yīng)答式數(shù)據(jù)訪問，需對(duì)其協(xié)議進(jìn)行分解分析。傳感器數(shù)據(jù)傳輸可由二進(jìn)制數(shù)據(jù)及ASCII數(shù)據(jù)組成，本方案選取二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)傳輸解析流程如下圖1所示。傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)均為16進(jìn)制，低地址在前，高地址在后。其中數(shù)據(jù)由“SOH”-01，“STX”-02，“ETX”-03，“EOT”-04，進(jìn)行分段�！癝OH”-01段表示協(xié)議版本、傳感器型號(hào)、從電腦端發(fā)送數(shù)據(jù)、最后一位2*16進(jìn)制長(zhǎng)度�！癝TX”-02段表示多數(shù)據(jù)或單數(shù)據(jù)指令、多傳感器指令、通道長(zhǎng)度�！癊TX”-03端為CRC校驗(yàn)碼，為校驗(yàn)使用。接收數(shù)據(jù)解析以寄存器數(shù)據(jù)內(nèi)容“0800650016AB31CC41”為例進(jìn)行分析。“08”為之后由8對(duì)數(shù)據(jù)組成，“00”為功能碼，00為正常，“6500”為寄存器通道號(hào)，“16”定義數(shù)據(jù)類型float格式數(shù)據(jù)，“AB31CC41”為寄存器數(shù)據(jù)位，低位在前，高位在后，遵循IEEE754


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