基于HHT與SVM的氣液兩相流雙參數(shù)測量.pdf

1、氣液兩相流廣泛存在于石油、化工、冶金、醫(yī)藥、電力等領(lǐng)域,其參數(shù)的測量對于國民經(jīng)濟、生產(chǎn)安全都有十分重要的意義.兩相流動是一個十分復雜的過程,參數(shù)較多,檢測相當困難.流型、空隙率是氣液兩相流中非常重要的參數(shù),而且測量比較困難,還影響兩相流其它參數(shù)的測量.本文采用文丘利管作為測量裝置,對文丘利管差壓信號與氣液兩相流的流型關(guān)系進行了深入的研究,提出了一種基于HHT(Hilbert-Huang Transform)與模糊推理的氣液兩相流流型識別

2、方法,實現(xiàn)了對氣油、氣水兩相流典型流型的識別;通過分析差壓信號的波動成份、平穩(wěn)成份與空隙率的關(guān)聯(lián),提出了基于HHT與SVM(Support Vector Machine)結(jié)合的空隙率估計方法.本論文的主要研究成果有:1.提出了基于HHT的差壓波動信號濾波方法.該濾波方法利用HHT的帶通濾波特性,實現(xiàn)對泡狀流、彈狀流、塞狀流、混狀流差壓信號有效濾波,濾波后可以很好的保留兩相流差壓信號的非線性特征.2.提出了利用HHT進行兩相流差壓信號的時

3、頻分析方法.通過分析不同流型信號的邊界譜、瞬時能量可以分別在頻域、時域內(nèi)對信號進行研究.而通過信號的Hilbert-Huang譜,能夠同時在時頻域分析信號的變化情況,也就是可以清楚了解信號在不同時刻頻率成份及其強度.這樣可以更加直觀分析不同流型下信號的特性.3.通過對不同流型差壓信號的HHT結(jié)果的研究,發(fā)現(xiàn)信號不同頻率范圍能量分布具有很大的差異,為了定量描述這種差異,定義了不同頻率范圍(不同模態(tài))信號所占的能量比作為特征變量,通過對不同

4、頻率能量比的分析,提出了基于HHT的流型識別方法,并建立了相應(yīng)的流型圖.根據(jù)建立的流型圖,建立模糊推理規(guī)則,從而實現(xiàn)對流型準確客觀的識別.特別是對過渡區(qū)的流型識別更加具有意義.4.經(jīng)過HHT后信號大體上被分解為兩個部分,一是不同的固有模態(tài),代表信號的波動成份,另一部分是殘差,反映信號的平穩(wěn)成份或趨勢項.通過分析發(fā)現(xiàn)波動成份與空隙率有很大的關(guān)系,而殘差與流量關(guān)系很大.在此基礎(chǔ)上提出了基于HHT與SVM的氣液兩相流空隙率估計方法.通過對不同