室内动态通风环境中时变源的多机器人三维溯源实验研究

快速、准确地定位室内气体污染源/危险源对保证室内空气质量和环境安全具有重要意义.前期针对室内机械通风环境中污染源定位的研究主要是机器人二维溯源,即假设源高度已知,且机器人所携带的传感器高度固定不变.然而,二维溯源可能难以在实际应用中有效应对源高度未知和不确定的场景.本文设计搭建了3台可实现传感器在高度(0.5～1.5 m)上受控移动的三维溯源机器人,将前期开发的基于粒子群算法的改进粒子群方法(IPSO)运用于三维溯源.本文在某实训中心开展实验,机器人的活动范围为7.65 m×4.1 m.实验中通过柜式空调送风百叶的周期性摆动来营造典型的动态环境,在下风区的0.75 m和1.05 m高度设置周期性源.每种源定位工况均开展了15组实验.当源位于二维溯源中传感器的高度时(1.05 m),二维溯源和三维溯均成功了11组,成功率均为73.3％;当源低于二维溯源中传感器的高度时(0.75 m),二维溯源和三维溯源分别成功了3组和10组,成功率分别为20％和66.7％.研究结果表明,在本文的实验环境中,二维溯源在源高度为1.05 m时溯源的成功率较高,但在源高度为0.75 m时的成功率显著下降,已无法满足实际应用的需求.三维溯源在两种情况下均具有较高的成功率,且在源高度为0.75 m时溯源的成功率明显高于二维溯源.