泵站系统水下异物入侵监测研究与实现

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1、中文图书分类号：TP23密级：公开UDC：621学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：泵站系统水下异物入侵监测研究与实现论文作者：王博领域：电子与通信工程指导教师：王瑛副教授论文提交日期:2016年6月UDC：621学校代码：10005中文图书分类号：TP23学号：S201302201密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：泵站系统水下异物入侵监测研究与实现英文题目：THERESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFFOREIGNINVASIONMONITORINGINHYDRAULICPUMPSTATIO

2、N论文作者：王博领域：电子与通信工程研究方向：信号与信息处理申请学位：工程硕士专业学位指导教师：王瑛副教授所在单位：电子信息与控制工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：王博日期：2016年6月1日关于论文使用授权的说明本人完全了

3、解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：王博日期：2016年6月1日导师签名：王瑛日期：2016年6月1日摘要摘要随着国家农业水利系统信息化的大力推进，对江河、水库、水渠监控管理的自动化提出了更高的要求，闸门的无人值守与监控是其中的重要环节。本课题针对闸门监控系统大型水泵的安全运行问题，为了防止较大的异物进入危险区域，设计并研制了一种基于声呐探测技术的水域入侵监测系统，为了将成本降低到民用水平进行

4、了大量的技术改进，最终给出了系统的结构原理和实验测试结果。主要内容和所做工作如下：1.研究了现有超声测距仪和水下探鱼仪的相关基础理论，设计了一种基于声呐原理的探测系统，包括控制电路、电源电路、发射电路、接收电路与收发切换电路等，使水声换能器可以工作在收发一体的工作方式。2.利用测量脉冲反射时间判定入侵物体距离的方法测试，发现反射信号干扰强烈，简单电路识别困难后，将脉冲反射时间判定距离法转向水域入侵回波探测。即采集整个连续的超声回波信号，再提取有无入侵的回波特征进行比对的方法。3.研究用包络信号作为回波的初始特征，通过对大量回波信号的观察和分析，进一步提取包络信号的幅值特

5、征和小波变换系数作为回波信号的最终特征向量，并用类别可分离性判据来验证该特征量对分类的有效性。在识别方法上，选用常用的K-近邻法和概率神经网络训练法。在提取回波的包络曲线后，利用小波变换提取曲线的特征点，然后将特征点进行了概率神经网络训练的试验。最后通过在实际环境中的试验，证明该方案能够较为有效，距离判定误差经修正后在3%以内，作为主要的入侵检测目标，能够准确地区分是否有大型物体入侵水泵周围的水域，识别率达到99%，对解决大型泵站的安全运行问题，具有一定的理论意义和实用价值。关键词：声呐探测；超声测距；探鱼仪；水下入侵探测；神经网络-I-AbstractAbstract

6、Withthepromotionofnationalagricultureirrigationsysteminformatization,automatedmonitoringandmanagementtorivers,reservoirs,canalsandwaterhasputforwardhigherrequirements,thegateunattendedandintelligentmonitoringisoneoftheimportantparts.Thetopicofthispaperisaboutsafeoperationoflargepumpsinga

7、temonitoringsystem,topreventlargeforeignmatterintothedangerarea,awaterintrusiondetectionsystemhasbeendesignedanddevelopedbasedonsonartechnology,inordertoreducethecosttothelevelofcivil,alargenumberoftechnicalimprovementshavebeenproposed,andultimatelyitgivestheprincipleofsy