自適應(yīng)抗差Kalman濾波器在管道泄漏檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、管道運(yùn)輸作為當(dāng)今重要的運(yùn)輸形式，在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，管道不可避免的老化、腐蝕及人為損壞等原因，使管道泄漏頻頻發(fā)生，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染十分嚴(yán)重，因此管道泄漏檢測已成為重要的研究課題。目前，雖然基于Kalman濾波器的管道泄漏檢測方法取得了一定的進(jìn)展并得到應(yīng)用，但是由于采集信號(hào)中存在的噪聲直接影響著檢測與定位的精度，使得泄漏檢測靈敏度、定位精度較低，泄漏檢測與定位系統(tǒng)魯棒性較差。所以，研究自適應(yīng)抗差Kalman

2、濾波器，并將其應(yīng)用于管道泄漏檢測中，對提高管道泄漏檢測的自適應(yīng)性、抗差性、檢測精度和穩(wěn)定性，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文針對基于負(fù)壓波法進(jìn)行管道泄漏檢測與定位時(shí)，采集信號(hào)濾波精度不高，濾波器缺乏自適應(yīng)性和魯棒性的問題，提出了一種改進(jìn)的自適應(yīng)Kalman濾波方法，該方法能準(zhǔn)確的得到影響濾波效果的系統(tǒng)噪聲方差和觀測噪聲方差等關(guān)鍵參數(shù)，通過對這些參數(shù)的設(shè)置，能較好地改善濾波性能，提高定位精度；由于傳統(tǒng)的Kalman濾波器關(guān)于模

3、型不確定性的魯棒性較差，給出了一種用于管道泄漏檢測的抗差Kalman濾波算法，提高了濾波器的穩(wěn)定性；給出了一種結(jié)合工況數(shù)據(jù)聯(lián)合判漏方法，降低了管道泄漏檢測系統(tǒng)的誤報(bào)率；基于LabVIEW軟件平臺(tái)，開發(fā)了基于自適應(yīng)抗差Kalman濾波器的泄漏檢測與定位軟件，并將該軟件集成到現(xiàn)有的管道泄漏檢測與定位系統(tǒng)中。 實(shí)驗(yàn)測試表明，本文所提Ⅲ的改進(jìn)的自適應(yīng)抗差Kalman濾波算法，能夠提高計(jì)算速度，改善了濾波性能，提高了濾波器關(guān)于模型的抗差性