基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的輸油管網(wǎng)系統(tǒng)故障診斷方法研究.pdf

1、隨著科技迅猛發(fā)展，地下管網(wǎng)運(yùn)輸?shù)牡匚慌c日俱增，它已成為一個(gè)城市乃至國(guó)家不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)來(lái)源之一，因此每個(gè)國(guó)家對(duì)輸油管網(wǎng)的運(yùn)行能否安全環(huán)保非常重視。全世界有過(guò)半的管網(wǎng)已投入使用的年限超過(guò)了三十年，現(xiàn)在的老化、腐蝕、磨損等狀況嚴(yán)峻，最近管道泄漏、污染等事件頻發(fā)。我國(guó)對(duì)管網(wǎng)泄漏檢測(cè)與故障排查也越來(lái)越重視，能否提取有效可行的彰顯故障狀態(tài)的特征值并且準(zhǔn)確地判斷故障的發(fā)生顯得至關(guān)重要。
　　通過(guò)對(duì)輸油管道泄漏定位基本原理分析，搭建了管網(wǎng)泄漏

2、故障診斷實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使用Labview軟件對(duì)管道的負(fù)壓波和聲波信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。以實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采集到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，提出了兩種對(duì)信號(hào)特征提取的方法。把采集的信號(hào)使用Matlab軟件實(shí)現(xiàn)小波包變換對(duì)其進(jìn)行的降噪預(yù)處理。通過(guò)對(duì)小波包變換進(jìn)一步研究，最終選擇提取可以彰顯管道復(fù)雜信號(hào)特征的能量值進(jìn)行特征提取。由于傳統(tǒng)所采用的對(duì)信號(hào)處理的方法都是以傅里葉變換作為基礎(chǔ)理論的，無(wú)法從本質(zhì)上擺脫傅里葉變換基函數(shù)固定且自適應(yīng)差的缺點(diǎn)，因此本文又提出了一種用于分析

3、非線(xiàn)性瞬態(tài)信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的方法。針對(duì)模態(tài)經(jīng)驗(yàn)分解在低頻率下出現(xiàn)模態(tài)混疊的缺陷提出了一種改進(jìn)的EMD算法。就是把要處理的信號(hào)在進(jìn)行EMD分解之前先進(jìn)行二代小波插值重構(gòu)信號(hào)，這樣可以提高經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的精度。與小波包提取特征值一樣，選擇了從能量角度來(lái)提取管網(wǎng)信號(hào)的特征向量，即信號(hào)EMD分解后每層IMF分量的能量值，從而為后續(xù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷研究做鋪墊。
　　本文選擇了由輸入層、隱含層和輸出層構(gòu)成的三層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以提取的特征向