基于自适应Kalman滤波的输油管道状态估计

通过离散化输油管道瞬变流动控制方程,基于扩展Kalman滤波方法,用带有未知时变噪声统计的虚拟噪声补偿线性化模型误差,构造了鲁棒自适应Kalman滤波器,以进出口压力及站间测量点为系统的输入与输出向量,对输油管道进行状态估计,并将状态估计结果与实际运行采集数据进行对比.结果表明,该滤波器迭代收敛速度较快,其误差控制在3%以内.     

一种基于气压感知的地下输油管道泄漏监测系统

为了减少石油运输过程中管道泄漏带来的危害，提出一种基于气压感知的地下输油管道泄漏监测方法，基于该方法设计了地下输油管道泄漏监测系统.在输油管道外部包裹双层密闭的塑料外壳，通过测量外壳内部的气压来监测管道是否发生泄漏，利用RS485和NB-IoT网络将报警信息上传至云平台，在PC端和移动端导入地图，实时动态地显示管道发生泄漏的位置.经测试，该系统报警时延小，定位精度高，稳定可靠.     

运用虚拟仪器实现输油管道泄漏监测和定位

为了有效地检测输油管道泄漏并准确定位,运用负压波和质量平衡原理,采用模糊算法和逻辑判断法,利用压力、流量和输差三重机制实现了对原油管道的泄漏监测及定位、原油渗漏监测和报警.系统集成了传感器技术、无线通信技术和虚拟仪器技术.系统在对小压力、小流量和温度波动较大的高凝稠输油管道的泄漏监测方面有所突破.利用数据库结构,再现泄漏记录,回放历史数据并具有对历史数据进行统计、查询和打印等功能.采用无线通讯网络传递现场工作站的数据,并实现局域网内对管道的监测.     

流体管道压力信号的高精度实时滤波方法

针对流体管道压力数据的特征,设计了管道泄漏实时高精度检测与定位的压力信号采集方法;在此基础上基于对压力信号的分析,设计了一种压力数据高精度实时组合滤波方法,分别应用低通滤波、陷波滤波和小波滤波对压力信号进行实时滤波处理,并给出了滤波方法中每个步骤的选择依据,以及参数选择方法.该滤波方法在滤掉压力信号中噪声的同时,较好地保留了压力变化的幅值和相位信息,从而有效提高泄漏定位精度.通过流体管道试验仿真系统和实际管道数据的仿真验证和试验,证明了该滤波方法的有效性.     

输油管道泄漏检测信号的统计处理方法

提出了一种对输油管道泄漏检测信号的统计处理方法。实际应用表明 ,该方法可以有效地滤除粗大误差、累进性系统误差和周期性系统误差 ,为管道监测部分提供了可靠的数据 ,大大降低了系统的误报警率     

基于数据驱动的KPI系统最优滤波器设计

为了优化基于数据驱动的嵌入式故障诊断滤波器设计,采用KPI(key performance index)思想设计FDI(fault detection and isolation)残差,研究基于m DOs观测器的闭环Kalman滤波器设计方法,实现故障诊断和系统状态的有效观测.首先,基于采样数据得到大型复杂系统的KPI子空间模型,定义了跟踪误差,得到了闭环滤波器;其次,将残差序列表示为Hankel模型,通过定义正交投影补矩阵并选择恰当的数据列,构建出新的阈值矩阵;最后,得到Kalman滤波增益的计算方法,并给出了最优Kalman滤波器的设计步骤.结果表明,优化后残差的幅值降低至优化前的1/2.基于数据驱动的KPI系统最优滤波器设计,可提高对弱小故障监测的灵敏度,实现系统状态估计和故障诊断的性能优化.     

输油管道泄漏检测信号的统计处理方法

提出了一种对输油管道泄漏检测信号的统计处理方法,实际应用表明方法,实际应用表明,该方法可以有效地滤除粗大误差,累进性系统误差和周期性系统误差,为管道监测部分提供了可靠的数据,大大降低了系统的误报警率。     

基于多模型SVR的抗野值Kalman滤波器

为了抑制观测数据中野值对Kalman滤波的不利影响,本文首先基于支持向量机(SVM)和多模型理论,建立了Kalman滤波新息过程的多模型支持向量回归(SVR)预测模型,然后给出了结合该预测模型的Kalman滤波的修正算法。仿真结果表明,该Kalman滤波算法不仅有效地剔除了观测数据的野值,提高了滤波器的稳定性和精度,而且算法比较简单。     

自适应卡尔曼滤波器在机器人控制中的应用

机器人控制系统在实际工作中不可避免地要受到随机噪声的影响,当噪声的统计特性已知时,可以考虑采用常规Kalman滤波以抑制随机噪声对控制性能的影响;但当噪声的统计特性不完全已知时,常规Kalman滤波的滤波性能会下降甚至会引起发散。根据机器人的动态特性,设计了一个自适应Kalman滤波器,并对该滤波器应用于机器人控制系统进行了仿真实验研究。仿真结果表明,所设计的滤波器能够较好地抑制方差和均值未知的测量噪声对机器人控制系统的影响,控制系统的动态性能得到了较大的改善。     

组合导航系统UKF滤波算法设计

将平淡Kalman滤波(UKF)方法应用于低成本SINS/GPS/MC组合导航系统,建立了系统的非线性误差方程,并设计了相应的UKF算法与滤波器;针对组合导航中捷联惯性导航子系统的反馈修正,提出了一种根据误差角对四元数进行修正的方法.试验结果表明,本文设计的UKF效果优于集中Kalman滤波,且采用四元数反馈修正方法后较大地提高了滤波精度.