一种基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统技术方案

本发明专利技术涉及电气领域，具体涉及一种基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统，包括：温度可调功率源、无线电能传输装置、负载、温度调节控制器；温度可调功率源发送信号给无线电能传输装置；无线电能传输装置包括无线电能接收装置、无线电能发射装置和输出电压调节装置；无线电能传输装置通过导线与负载相连接；无线电能传输接收装置发送红外信号给温度控制器等。本发明专利技术具有明显优势，解决了其他技术方法只能在小范围内对输出功率进行调节，系统一旦远远偏离谐振温度时，控制方法失去作用的问题。

An automatic continuous measurement system for steamed bulb temperature based on Internet control

The present invention relates to an electric field, in particular relates to a continuous automatic measurement system, temperature control based on spherical Internet including: temperature adjustable power source, radio transmission device, load, temperature controller; temperature adjustable power source can send signals to the radio transmitting device; radio transmission device includes a radio receiving device and radio transmitting device and the output voltage regulation device; wireless power transmission device through wires and connected loads; radio transmission receiving device sends infrared signals to the temperature controller. The invention has obvious advantages, and solves the problem that the other methods can only adjust the output power in a small range, and when the system deviates far away from the resonant temperature, the control method loses its function.

【技术实现步骤摘要】
一种基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统
本专利技术涉及电气领域，具体涉及一种基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统。
技术介绍
在制浆蒸煮过程中利用碱性或硫酸盐类化学药剂，根据不同类型纸浆的需要，尽可能除去植物纤维原料中的木素，而尽量保留纤维素和半纤维素，并使纤维离解成浆。在药剂与原料反应的同时，不仅脱除原料中的木素，而且原料中的树脂、蜡、脂肪等皂化物及杂细胞也随之脱除，同时不可避免地伴有纤维素、半纤维素的降解。由此可见蒸煮过程的反应机理，关键在于准确地掌握蒸煮过程的客观规律，合理地制定工艺条件并严格按照工艺规程进行操作，以期达到既能有效地溶出木素，又最大限度地保护纤维素和半纤维素，获得高强度、高得率的纸浆。在实际生产中，影响纸浆质量、纸浆得率最大的因素是蒸煮时间、蒸煮温度以及有效碱浓度。由于参与反映的物质(特别是木素)在化学上的复杂性，以及在蒸煮过程中药液成分的不断改变，木素显现出三个不同的反应时期，每个反应时期均有各自的速度规律和化学计算法。三个阶段是：初期脱木素阶段：脱木素速度主要受扩散作用而不是化学作用支配；大量脱木素阶段：化学反应占主导地位：残余脱木素阶段：脱除残余或难除去木素。为了稳定地控制纸浆品质，获得理想的卡伯值，在大量脱木素阶段测得的有效碱浓度作为模型输入。立式蒸锅或蒸球在蒸煮过程的可控变量是蒸煮温度和蒸煮结束的时间，即通过H因子来表述蒸煮过程，使其稳定在设定值水平。预测控制是70年代后期产生的一类新型计算机控制算法，这类算法以对象的阶跃或脉冲响应为模型，采用滚动优化推移对的方式在线地对过程实现优化控制，在复杂的工业过程中显现出良好的控制性能。卡尔曼滤波是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法。由于观测数据中包括系统中的噪声和干扰的影响，所以最优估计也可看作是滤波过程。控制系统利用预测控制与卡尔曼滤波来稳定地控制蒸煮过程的温度曲线，获得更为准确的H因子，使得纸浆最终预测的卡伯值也更为准确。目前的最大功率控制方法大部分是基于谐振耦合无线电能传输系统失谐问题进行控制的，例如采用锁相环(PLL)技术，也有对谐振耦合无线电能传输系统本身的温度分裂现象进行控制的。基于锁相环(PLL)技术的控制方法只能在小范围内对输出功率进行调节，系统一旦远远偏离谐振温度时，控制方法失去作用。蒸球温度的准确测量对制浆很关键。综上所述，现有技术中存在的问题是：在大范围内，不能实现无线电能传输系统的最大功率传输，控制方法失去作用；现有技术不能明显减小温度误差，不能有效地提高过程系统的控制精度。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统。本专利技术是这样实现的，一种基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统，所述基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统包括：温度可调功率源、无线电能传输装置、负载、温度调节控制器；温度可调功率源发送信号给无线电能传输装置；所述无线电能传输装置包括无线电能接收装置、无线电能发射装置和输出电压调节装置；所述无线电能传输装置通过导线与负载相连接；所述无线电能传输接收装置发送红外信号给温度控制器；所述温度控制器根据无线电能传输接收装置反馈的信号得到无线电能传输接收装置的位置信号，从而根据控制温度与传输距离的关系对温度可调功率源进行温度调节；所述温度控制器设置有无线传感器网络模块；无线传感器网络模块的数据聚合方法包括：步骤一、部署无线传感器：在面积为S＝W×L的检测区域内，将无线传感器部署在检测区域；所述无线传感器量测模型如下：YA(tk-1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为温度传感器A对目标在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值，分别为：其中，Y'A(tk-1)、Y'A(tk)、Y'A(tk+1)分别为温度传感器A在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置；CA(t)为误差的变换矩阵；ξA(t)为温度传感器的系统误差；为系统噪声，假设为零均值、相互独立的高斯型随机变量，噪声协方差矩阵分别为RA(k-1)、RA(k)、RA(k+1)；步骤二、选择簇头：将整个检测区域按网格进行均匀划分，使每个网格的大小形状相同，在每个网格中选择位置距离网格中心最近的传感器节点作为簇头；步骤三、分簇：簇头选择完成后，簇头广播Cluster{ID，N，Hop}信息，其中，ID为节点的编号，N为Cluster信息转发的跳数，且N的初值为0，Hop为系统设定的跳数；处于簇头附近的邻居节点收到Cluster信息后N增加1再转发这一信息，直到N＝Hop就不再转发Cluster信息；簇头的邻居节点转发Cluster信息后再向将Cluster信息转发给自己的邻居节点，然后发送一个反馈信息Join{ID，N，Eir，dij，ki}给将Cluster信息转发给自己的节点，最终将Join信息转发给簇头表示自己加入该簇，其中，Eir表示该节点此时的剩余能量，dij表示两节点间的距离，ki表示该节点能够监测得到的数据包的大小；如果一个节点收到了多个Cluster信息，节点就选择N值小的加入该簇，若N相等节点就随便选择一个簇并加入到该簇；如果节点没有收到Cluster信息，则节点发送Help信息，加入离自己最近的一个簇；步骤四、簇内节点构成简单图模型：通过步骤三得到簇内所有节点在簇内所处的位置，将每个节点当做图的一个顶点，每两个相邻节点间用边相连接；步骤五、簇内权值的计算：通过所述步骤三，簇头获取簇内成员节点的Eir、dij和ki，计算相邻两节点i，j之间的权值，权值的计算公式为：Wij＝a1(Eir+Ejr)+a2dij+a3(ki+kj)；其中，Ejr、kj分别表示节点j的剩余能量和节点j能够监测得的数据的大小，且a1+a2+a3＝1，这样系统就可以根据系统对Eir、dij或ki所要求的比重不同调整ai的值而得到满足不同需要的权值；所述温度可调功率源内置有功率监测模块，所述功率监测模块通过无线网络与温度控制器连接；功率监测模块用于接收信号s(t)广义二阶循环累积量按如下公式进行：接收信号s(t)的特征参数M2的理论值具体计算公式为：经过计算可知，BPSK信号和MSK信号的均为1，QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0，由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开；对于BPSK信号而言，在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰，而MSK信号在两个温度处各有一个明显谱峰，由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来；检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下：首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环温度α0，将其小邻域[α0-δ0,α0+δ0]内置零，其中δ0为一个正数，若|α0-fc|/fc＜σ0，其中δ0为一个接近0的正数，fc为信号的载波温度，则判断此信号类型为BPSK信号，否则继续搜索次大值Max1及其位置对应的循环温度α1；若|Max-Max1|/Max＜σ0，并且|(α0+α1)/2-fc|/fc＜σ0，则判断此信号类型为MSK本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统，其特征在于，所述基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统包括：温度可调功率源、无线电能传输装置、负载、温度调节控制器；所述温度可调功率源发送信号给无线电能传输装置；所述无线电能传输装置包括无线电能接收装置、无线电能发射装置和输出电压调节装置；所述无线电能传输装置通过导线与负载相连接；所述无线电能传输接收装置发送红外信号给温度控制器；所述温度控制器根据无线电能传输接收装置反馈的信号得到无线电能传输接收装置的位置信号，从而根据控制温度与传输距离的关系对温度可调功率源进行温度调节；所述温度控制器设置有无线传感器网络模块；无线传感器网络模块的数据聚合方法包括：步骤一、部署无线传感器：在面积为S＝W×L的检测区域内，将无线传感器部署在检测区域；所述无线传感器量测模型如下：YA(tk‑1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为温度传感器A对目标在tk‑1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值，分别为：

【技术特征摘要】
1.一种基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统，其特征在于，所述基于互联网控制的蒸球温度自动连续测量系统包括：温度可调功率源、无线电能传输装置、负载、温度调节控制器；所述温度可调功率源发送信号给无线电能传输装置；所述无线电能传输装置包括无线电能接收装置、无线电能发射装置和输出电压调节装置；所述无线电能传输装置通过导线与负载相连接；所述无线电能传输接收装置发送红外信号给温度控制器；所述温度控制器根据无线电能传输接收装置反馈的信号得到无线电能传输接收装置的位置信号，从而根据控制温度与传输距离的关系对温度可调功率源进行温度调节；所述温度控制器设置有无线传感器网络模块；无线传感器网络模块的数据聚合方法包括：步骤一、部署无线传感器：在面积为S＝W×L的检测区域内，将无线传感器部署在检测区域；所述无线传感器量测模型如下：YA(tk-1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为温度传感器A对目标在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值，分别为：其中，Y'A(tk-1)、Y'A(tk)、Y'A(tk+1)分别为温度传感器A在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置；CA(t)为误差的变换矩阵；ξA(t)为温度传感器的系统误差；为系统噪声，假设为零均值、相互独立的高斯型随机变量，噪声协方差矩阵分别为RA(k-1)、RA(k)、RA(k+1)；步骤二、选择簇头：将整个检测区域按网格进行均匀划分，使每个网格的大小形状相同，在每个网格中选择位置距离网格中心最近的传感器节点作为簇头；步骤三、分簇：簇头选择完成后，簇头广播Cluster{ID，N，Hop}信息，其中，ID为节点的编号，N为Cluster信息转发的跳数，且N的初值为0，Hop为系统设定的跳数；处于簇头附近的邻居节点收到Cluster信息后N增加1再转发这一信息，直到N＝Hop就不再转发Cluster信息；簇头的邻居节点转发Cluster信息后再向将Cluster信息转发给自己的邻居节点，然后发送一个反馈信息Join{ID，N，Eir，dij，ki}给将Cluster信息转发给自己的节点，最终将Join信息转发给簇头表示自己加入该簇，其中，Eir表示该节点此时的剩余能量，dij表示两节点间的距离，ki表示该节点能够监测得到的数据包的大小；如果一个节点收到了多个Cluster信息，节点就选择N值小的加入该簇，若N相等节点就随便选择一个簇并加入到该簇；如果节点没有收到Cluster信息，则节点发送Help信息，加入离自己最近的一个簇；步骤四、簇内节点构成简单图模型：通过步骤三得到簇内所有节点在簇内所处的位置，将每个节点当做图的一个顶点，每两个相邻节点间用边相连接；步骤五、簇内权值的计算：通过所述步骤三，簇头获取簇内成员节点的Eir、dij和ki，计算相邻两节点i，j之间的权值，权值的计算公式为：Wij＝a1(Eir+Ejr)+a2dij+a3(ki+kj)；其中，Ejr、kj分别表示节点j的剩余能量和节点j能够监测得的数据的大小，且a1+a2+a3＝1，这样系统就可以根据系统对Eir、dij或ki所要求的比重不同调整ai的值而得到满足不同需要的权值；所述温度可调功率源内置有功率监测模块，所述功率监测模块通过无线网络与温度控制器连接；功率监测模块用于接收信号s(t)广义二阶循环累积量按如下公式进行：接收信号s(t)的特征参数M2的理论值具体计算公式为：经过计算可知，BPSK信号和MSK信号的均为1，QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0，由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开；对于BPSK信号而言，在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰，而MSK信号在两个温度处各有一个明显谱峰，由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来；检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下：首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环温度α0，将其小邻域[α0-δ0,α0+δ0]内置零，其中δ0为一个正数，若|α0-fc|/fc＜σ0，其中δ0为一个接近0的正数，fc为...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴衡，
申请(专利权)人：武汉万千无限科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42