本文關(guān)鍵詞：基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶管道泄漏檢測(cè)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：船舶管道系統(tǒng)作為液氣態(tài)物質(zhì)的運(yùn)輸工具，已成為當(dāng)今船舶運(yùn)輸業(yè)不可或缺的重要組成部分。然而由于管道接口處的連接不緊密和破損、管道自身的老化腐蝕、船舶機(jī)械振動(dòng)以及人為破壞等原因，船舶管系泄漏和破損的事故頻頻發(fā)生，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染也十分嚴(yán)重。因此船舶管系泄漏的實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)已成為世界重要的研究課題。對(duì)于管道泄漏檢測(cè)研究至今已有很多種方法，總體而言可分為三類，即基于信息的方法、基于模型的方法和基于知識(shí)的方法。其中基于知識(shí)的方法近年來(lái)受到業(yè)界的普遍關(guān)注，其主要集中在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用上，，但這些方法總的來(lái)說(shuō)都有一定的不足之處。本文嘗試性地將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于船舶管道泄漏的檢測(cè)中，主要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作: 1.通過(guò)對(duì)管道泄漏的機(jī)理研究，確定了以船舶管道內(nèi)的壓力信號(hào)與流量信號(hào)作為泄漏檢測(cè)的分析依據(jù)，并結(jié)合對(duì)管道泄漏檢測(cè)的相關(guān)文獻(xiàn)，借鑒其部分知識(shí)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別對(duì)管道正常運(yùn)行、水泵開(kāi)啟、水泵關(guān)閉和管道發(fā)生泄漏時(shí)的四種典型工況的實(shí)驗(yàn)信號(hào)進(jìn)行了分析，得到不同工況下管道內(nèi)壓力和流量參數(shù)的變化，在構(gòu)建了管道泄漏檢測(cè)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，建立模糊診斷規(guī)則庫(kù)，并組織了學(xué)習(xí)樣本。 2.采用改進(jìn)的BP算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行了訓(xùn)練，并以仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)診斷結(jié)果進(jìn)行了可靠性測(cè)試，驗(yàn)證了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)管道泄漏檢測(cè)的的有效。 3.針對(duì)BP算法易受初始權(quán)值影的響陷入局部極小、收斂速度慢和引起振蕩效應(yīng)等缺點(diǎn)，引入遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化，仿真結(jié)果表明通過(guò)二者的有機(jī)的結(jié)合，可進(jìn)一步提高管道泄漏檢測(cè)的可靠性和泄漏量估計(jì)的準(zhǔn)確性。 4.設(shè)計(jì)雙聲道組合的超聲波傳感器，產(chǎn)生沿管壁傳播的表面波，進(jìn)行管道的破損檢測(cè)；研究基于表面波的管道泄漏識(shí)別方法,提出采用超聲表面波激勵(lì)響應(yīng)法進(jìn)行管道泄漏識(shí)別；研究基于表面波的管道泄漏定位方法,通過(guò)首末端表面波信號(hào)的互相關(guān)運(yùn)算進(jìn)行管道泄漏點(diǎn)定位。 5.結(jié)合課題已完成的幾種泄漏檢測(cè)與定位方法的算法模塊的特點(diǎn)，對(duì)管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)軟件總體實(shí)現(xiàn)，給出了多種方法綜合進(jìn)行泄漏檢測(cè)與定位的簡(jiǎn)要表述。
【關(guān)鍵詞】：船舶管道 泄漏檢測(cè) 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U664.84;U672.7
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 管道泄漏檢測(cè)技術(shù)的研究意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外管道泄漏檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與檢測(cè)方法綜述11-15
• 1.2.1 國(guó)外管道系統(tǒng)泄漏檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)管道系統(tǒng)泄漏檢測(cè)定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 管道系統(tǒng)泄漏檢測(cè)方法綜述13-15
• 1.3 船舶管道泄漏故障分析15-17
• 1.3.1 船舶管道泄漏故障機(jī)理15-16
• 1.3.2 船舶管系泄漏檢測(cè)定位的特點(diǎn)16-17
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介19-30
• 2.1 模糊系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)19-23
• 2.1.1 模糊邏輯系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的比較19-21
• 2.1.2 模糊系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的方式21-22
• 2.1.3 本論文所選的模型22-23
• 2.2 模糊系統(tǒng)及其隸屬度函數(shù)23-25
• 2.2.1 模糊集合的基本概念23-24
• 2.2.2 模糊集合的隸屬函數(shù)24-25
• 2.3 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法25-28
• 2.3.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與結(jié)構(gòu)25-26
• 2.3.2 BP 學(xué)習(xí)算法26-28
• 2.3.3 BP 學(xué)習(xí)算法的改進(jìn)28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道泄漏檢測(cè)30-40
• 3.1 船舶管道不同工況下參數(shù)描述30-34
• 3.1.1 管道正常運(yùn)行時(shí)的實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析30-31
• 3.1.2 開(kāi)啟水泵時(shí)的實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析31-32
• 3.1.3 關(guān)閉水泵時(shí)的實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析32-33
• 3.1.4 管道發(fā)生泄漏時(shí)的實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析33-34
• 3.2 船舶管道泄漏檢測(cè)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造34-37
• 3.2.1 輸入量與輸出量模糊區(qū)間的劃分34-35
• 3.2.2 隸屬度函數(shù)的確定35
• 3.2.3 船舶管道泄漏檢測(cè)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)的確定35-36
• 3.2.4 船舶管道泄漏檢測(cè)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)的確定36-37
• 3.3 船舶管道泄漏檢測(cè)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練與仿真測(cè)試37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 基于遺傳優(yōu)化的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練仿真與測(cè)試40-53
• 4.1 遺傳算法概述40-43
• 4.1.1 遺傳算法的基本思想40-42
• 4.1.2 遺傳算法的基本思想42-43
• 4.2 遺傳算法的基本原理與操作43-46
• 4.2.1 編碼43
• 4.2.2 初始種群的生成43-44
• 4.2.3 遺傳算法的基本操作44-45
• 4.2.4 適應(yīng)度函數(shù)45-46
• 4.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)46-51
• 4.3.1 GA-BP 算法優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的步驟46-47
• 4.3.2 參數(shù)的選取47-48
• 4.3.3 GA-BP 算法的實(shí)現(xiàn)48-51
• 4.4 結(jié)果對(duì)比分析51
• 4.4.1 誤差曲線的比較51
• 4.4.2 泄漏量估計(jì)比較51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第五章 雙聲道組合的超聲波傳感器的設(shè)計(jì)53-58
• 5.1 雙聲道組合超聲波傳感器檢測(cè)原理53
• 5.2 應(yīng)用表面波進(jìn)行管路的破損檢測(cè)53-54
• 5.2.1 表面波檢測(cè)簡(jiǎn)介53-54
• 5.2.2 表面波檢測(cè)原理54
• 5.3 泄漏信號(hào)的判別和泄漏點(diǎn)定位54-55
• 5.4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)55-56
• 5.5 軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能56-57
• 5.6 本章小結(jié)57-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 在學(xué)期間發(fā)表的論著及取得的研究成果64-65
• 附錄65-69

【相似文獻(xiàn)】

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