基于混沌理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的管道泄漏故障診斷研究.pdf

1、管道作為五大運輸工具之一，在運送液體、氣體等方面具有特殊的優(yōu)勢。但是隨著管線條數(shù)的增多、管齡的增長，以及不可避免的腐蝕等自然或人為損壞等原因，管道泄漏頻繁發(fā)生?？焖贉蚀_地檢測出管道泄漏，對于保護自然環(huán)境和國家財產(chǎn)具有重大的社會和經(jīng)濟意義。
　　 本論文以輸油管道過程中的故障診斷問題為背景，運用了基于混沌理論和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，對輸油管道的泄漏故障以及微小泄漏故障檢測進行了深入的研究。傳統(tǒng)的管道泄漏檢測方法只是依據(jù)分析采集

2、到的信號的統(tǒng)計特性進行分析處理。本文運用了基于混沌理論分析方法，認為管道內(nèi)的流體的動態(tài)特性具有混沌特性，可以利用混沌的分析方式來處理，通過相空間重構(gòu)的方式，計算出管道壓力時間序列的最佳延遲時間和最佳嵌入維數(shù)，將壓力時間序列由一個時間向量轉(zhuǎn)化為矩陣形式。本算法可以分為兩個部分，離線訓(xùn)練部分和實時在線故障診斷部分。離線訓(xùn)練部分主要負責(zé)利用歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將訓(xùn)練樣本輸入到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，得到原始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。通過在線故障診斷部分

3、進行預(yù)測和對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行修正，并以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到的預(yù)測值與實時數(shù)據(jù)值作為故障診斷的判斷依據(jù)，利用二者之間的預(yù)測誤差與預(yù)先設(shè)定或自動識別的閾值比較，從而判斷是否輸油管道上有泄漏故障的發(fā)生。
　　 針對本文運用的算法，通過MATLAB軟件進行了大量的仿真實驗，利用現(xiàn)場的實際壓力數(shù)據(jù)，保證該方法的實驗結(jié)果具有高度的可信性和實際的應(yīng)用性。仿真實驗證明，本文運用的故障診斷算法應(yīng)用于輸油管道泄漏檢測能夠準確的判斷出泄漏的發(fā)生，并對微小泄漏