基于移动平台的三维风速风向动态测量系统

由于风速风向对帆船等移动平台的影响,需要实现对风速风向的动态测量,因此设计了一款基于时差法的正四面体非正交结构超声波阵列的动态测量系统。该系统通过测量超声波在顺风和逆风下传播的速度不同,结合测量装置的结构解析,得到风速风向和俯仰角,利用磁力计补偿方位信息数据和中值滤波算法,解决了在移动平台上实时动态采集风速风向和俯仰角的问题。经实际测试,系统风速测量误差在±1 m/s以内,风向测量偏差不超过0.8°,俯仰角测量偏差不超过1°,达到预期设计要求。     

成都市PM2.5、PM10变化特征及其与气象因素的关系

为研究气象因素对成都市大气细颗粒物 (PM2.5)、可吸入颗粒物 (PM10) 的影响, 收集了2015―2018 年成都市 PM2.5、PM10的月平均浓度, 采用Pearson 相关分析法, 分析了成都市PM2.5、PM10与气象条件的关系。结果表明： (1) 2015 ―2018 年, 成都市PM2.5、PM10年平均浓度虽然年际间差别较小, 但整体呈现逐年缓慢下降趋势, 2015 年以来成都市的 一系列大气污染控制措施是PM2.5、PM10逐年缓慢下降的原因; 2015―2018 年成都市PM2.5、PM10浓度季节变化特征整体 表现为冬季 > 春季 > 秋季> 夏季。(2) 不同气象因素对成都市PM2.5、PM10月平均浓度的影响程度不同, 降水量与气温 是影响成都市PM2.5、PM10月平均浓度的主要因素, 两者与PM2.5、PM10呈较高的负线性相关, 其中PM2.5、PM10与降水量 的相关系数均为 −0.612, 与月平均气温的相关系数分别为 −0.822、−0.776, 降水会通过捕获大气中的颗粒物来去除 PM2.5、PM10, 而温度的升高会加强PM2.5、PM10等污染物在垂直方向上的对流运动, 从而对成都市污染物浓度的降低起 到重要作用; 日照时数、月平均风速、相对湿度等与PM2.5、PM10月平均浓度整体也呈现负相关, 但与降水量和气温相 比, 日照时数、月平均风速与PM2.5、PM10月平均浓度的相关性较低, 而相对湿度与PM2.5、PM10月平均浓度的相关性则 更加微弱, 表明相对湿度的变化对成都市PM2.5、PM10的积累和扩散影响很小。     

基于图动态注意力网络的多站点风速预测

时空序列预测任务在交通、气象、智慧城市等领域有着广泛应用。站点风速预测作为气象预测中的主要任务之一,需要结合降水、气温等外部因素,学习不同数据的时空特征。气象站点的不规则分布和风本身的固有间歇性成为实现高精度风速预测的挑战。为考虑多站点空间分布对风速的影响以获得准确可靠的预测结果,提出一种基于图的动态转换注意力网络（Graph-DSAN）风速预测模型。首先,利用不同站点之间的距离重新构建它们的连接;其次,使用局部采样的过程建模不同采样大小的邻接矩阵,实现图卷积过程中邻居节点信息的聚合与传递;接着,将时空位置编码（STPE）处理后的图卷积结果加入动态注意力编码器（DAE）和转换注意力解码器（SAD）以实现动态注意力计算,从而提取时空相关性;最后,利用自回归的方式形成多步预测。在纽约州15个站点的风速预测实验中,将所设计模型与ConvLSTM、图多注意力网络（GMAN）、时空图卷积网络（STGCN）、动态转换注意力网络（DSAN）和时空动态网络（STDN）进行比较,Graph-DSAN的12 h预测均方根误差（RMSE）分别降低了28.2%、6.9%、27.7%、14.4%和8.9%,验证...     

面向风电机组有功功率控制的风轮变速运行模式比较研究

电力系统迫切需要风电机组(简称风机)从最大功率点跟踪控制转变为支撑电网二次调频的有功功率控制(active power control,APC)。延续最大功率点跟踪控制的设计思路,现有风机APC控制研究大多基于系统稳态的视角,将风机控制到稳定平衡点,在稳定平衡点处响应电网指令和维持机电动态稳定。但面对湍流风速,大惯量风轮实际上处于不断变速的动态过程中,而非持续运行在稳定平衡点处,对APC控制性能造成不容忽视的影响。为此该文从现有风机APC控制策略中归纳出两种风轮变速运行模式：主动变速和被动变速,两者对应于截然不同的变速机理和动态过程。运用频域分析和实验数据分析,比较了两种变速运行模式在功率指令响应性能、传动链载荷及变桨执行机构疲劳载荷方面的差异。结果表明,被动变速放弃了对稳定平衡点的跟踪,利用风轮惯性响应缓冲风速波动,更适用于湍流风速场景。该文工作为风机APC控制设计与性能优化提供了风机运行机理方面的基础。     

回波功率筛选与数字地表分类数据辅助的低空风切变风速估计方法

针对非均匀杂波环境下,低空风切变风速估计不准的问题,该文提出一种回波功率筛选与数字地表分类数据(DLCD)辅助的低空风切变风速估计方法.该方法首先利用样本回波功率对训练样本进行初选,然后利用DLCD计算各样本间的相似度,并从功率较大的训练样本中选取样本相似度较高的训练样本估计待测距离单元的杂波协方差矩阵,最后利用广义相邻多波束(GMB)-局域联合处理(JDL)的方法实现低空风切变风速的有效估计.     

风速计检测时位置效应对检测结果的影响

风速计在风洞中的摆放,会影响风洞内风速的分布,因此不仅风速计的迎风面积会产生阻塞效应,其摆放位置更会显著影响阻塞效应的大小。研究结果表明,当皮托管前方有障碍物时,即使距离足够远,其检测结果仍然会偏小;当热球风速计上游至同截面,甚至同截面下游附近有障碍物时,其检测结果会偏大;最佳的风速检测段是在皮托管另一侧,检测段的中下游。     

基于51单片机智能喷洒系统的设计

本系统采用STC89C51单片机为主控制核心,搭配风速传感器和温湿度传感器,设计了一款智能喷洒系统。通过三杯风风速传感器来实现对风速的实时检测,当风速大于所设定的阈值,调节喷头模式为水柱状喷洒模式,具有较强抗风速干扰能力;反之则为默认喷头模式为雾状喷洒模式,具有均匀喷洒的特点。同时,温湿度传感器能够实时采集土壤的温度和湿度,系统根据特定花草对水分的需求,进行智能化的控制喷洒的时间以及调节喷头的喷洒半径。基于此,不仅充分地满足了花草的需求,而且节省宝贵的水资源。     

高速铁路防灾气象监测系统设计

随着高速铁路的发展,突发自然灾害严重威胁到列车的行驶安全;提出了高速铁路防灾预警系统设计方案.系统由气象监测分站、调度中心、气象数据服务器和列车气象信息台组成;气象监测分站采用LPC2129作为控制单元,在铁路沿线布设分站用于获取周围气象以及异物侵入等相关信息,通过网络模块ENC28J60接入Internet将数据录入气象数据服务器,调度中心和运行的列车可以通过访问服务器获取整个线路的气象信息;一旦出现紧急情况,列车信息台会发出报警信号,提醒列车司机采用有效的措施,避免重大事故的发生.     

一种风力发电机组机舱风速修正方法

风力发电机组叶轮后风速因受到叶轮遮挡,以及湍流、尾流等因素的影响,机舱风速仪测得的风速不足以准确反映风力发电机组的功率特性.为此,提出了一种风力发电机组机舱风速修正方法.该方法首先基于风力发电机组的控制策略对机舱风速进行分段,然后通过机舱风速与来流风速的相关性分析,确定拟合函数的类型,最后利用最小二乘法分段拟合得到试验机型机舱风速与来流风速的修正函数.通过实例验证表明:修正之后的风速误差更小,具有一定的实用性.     

手持式电站锅炉配风监测仪的设计

针对当前电站锅炉燃烧器的现场巡视、检修设备的溃乏,研制一种手持式电站锅炉配风监测仪势在必行。基于在了解电站锅炉煤粉配风监测系统的工作原理以及测量工作原理的基础上,首先采用经标定过的测速元件测量,经差压变速器送到测量装置内部的压力传感器变送测量出动压;其次由测速原理可以计算出风速;再次由三支分别用于测量热风温度、煤粉温度和风粉混合温度的铂电阻传感器所测得的温度值,根据热平衡原理计算出煤粉浓度。重点介绍了基本设计电路硬件结构以及关键低功耗电路设计,既给出了监测仪主程序软件流程图,又给出了电站锅炉配风仪动压测量的结果分析,达到了设计的要求。经电厂技术人员试验证明,运行可靠,使用方便,成本低,有较高的推广价值。