基于優(yōu)化理論的管網(wǎng)在線仿真濾波技術(shù)研究.pdf

1、隨著中國石油、天然氣生產(chǎn)與應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，油氣管道迅速增長，形成了大型、復(fù)雜的管道輸送系統(tǒng)。為了保障復(fù)雜油氣管道的生產(chǎn)、輸送和供給，管網(wǎng)在線仿真技術(shù)得到了越來越多的應(yīng)用。但是管網(wǎng)實時在線仿真過程中經(jīng)常受到噪聲的干擾，降低了在線仿真結(jié)果的精度。為了保證管網(wǎng)在線仿真的精確度，需要研究一種管網(wǎng)在線仿真濾波方法，濾除在線仿真中存在的噪聲，提高管網(wǎng)在線仿真的準(zhǔn)確性。
　　本文調(diào)研了大量國內(nèi)外文獻，緊跟國內(nèi)外非線性濾波技術(shù)研究的最新成果，并與

2、管網(wǎng)在線仿真技術(shù)相結(jié)合，進行了深入研究。
　　通過研究分析現(xiàn)有管網(wǎng)仿真方法，運用隱式法建立管網(wǎng)在線仿真流體動態(tài)模型，以建立的管網(wǎng)在線仿真模型為基礎(chǔ)，對管網(wǎng)在線仿真系統(tǒng)中存在的噪聲干擾進行深入研究。針對管網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)噪聲以及量測噪聲的干擾，以管網(wǎng)在線仿真系統(tǒng)的狀態(tài)方程和量測方程為基礎(chǔ)建立目標(biāo)函數(shù)，使用優(yōu)化理論將建立的濾波目標(biāo)函數(shù)達到極小化，運用最小二乘估計以及極值原理對目標(biāo)函數(shù)進行處理，將非線性濾波問題歸結(jié)轉(zhuǎn)化為非線性優(yōu)化問題，進而設(shè)

3、計出最優(yōu)管道實時在線模擬器，濾除管網(wǎng)在線仿真系統(tǒng)中的干擾噪聲，以保證管網(wǎng)在線仿真結(jié)果的精確性。
　　利用Matlab2010a編制“基于優(yōu)化理論的管網(wǎng)在線仿真濾波”計算程序，并編制了擴展卡爾曼濾波計算程序，對現(xiàn)實中某天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)為例，進行濾波計算，將得到的濾波計算數(shù)據(jù)與無噪數(shù)據(jù)、含噪數(shù)據(jù)以及擴展卡爾曼濾波數(shù)據(jù)進行對比，證明了本文所研究的管網(wǎng)在線仿真濾波方法具有較好的濾波效果，且濾波結(jié)果的精度高于現(xiàn)在常用的擴展卡爾曼濾波方法，以此