本文關鍵詞：基于近似熵和改進K均值的燃氣泄漏檢測，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：天然氣因其清潔與高效的特性而被廣泛使用,其運輸方式一般采用管道運輸。在運輸過程中,如發(fā)生管道泄露,則不僅影響天然氣的正常運輸和人們的日常生活,而且還會造成重大經(jīng)濟損失、影響生態(tài)環(huán)境,甚至會造成人員傷亡。因此,如何能快速準確地檢測到管道泄露是至關重要的。本文利用信號處理與模式識別理論,對管道泄露檢測開展了如下研究:1、搭建了燃氣管道泄露檢測綜合實驗平臺。該實驗臺可對燃氣直管線及支狀管線,實現(xiàn)在不同壓力、不同泄露孔徑下的在線監(jiān)測和實驗模擬。2、提出一種基于近似熵與小波變換結合的信號特征提取方法。首先利用近似熵選取適合進一步分析處理的聲發(fā)射信號段,再使用小波分解提取原始信號細節(jié)特征,并根據(jù)得到的細節(jié)特征重構信號,最后根據(jù)重構后的信號提取方差、頻域峰值、峰態(tài)系數(shù)、偏斜度、上升計數(shù)、振鈴計數(shù)等六個總體特征。為了剔除冗余特征,使用Relief算法和相關性算法選取頻域峰值和振鈴計數(shù)這兩個特征作分析。實驗結果表明,該方法不僅減少了數(shù)據(jù)處理量,而且突出了信號的主要特征。3,為達到無監(jiān)督泄露判斷,使用改進K均值聚類方法處理選擇的兩種信號特征集合,以此來區(qū)分泄露與非泄露兩種信號,從而達到準確判斷泄露目的。提出改進的初始聚類中心選取方法,該方法基于數(shù)據(jù)點密度確定初始聚類中心并去除孤立點。實驗結果表明,與原始聚類方法相比,本文提出的改進K均值聚類方法,可去除孤立點與人為選取聚類中心對聚類結果的影響,很好地實現(xiàn)特征聚類,達到實驗預期效果。
【關鍵詞】：泄露檢測 聲發(fā)射 近似熵 小波重構 K均值
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE88
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 研究的意義和目的8-9
• 1.2 聲發(fā)射信號的產(chǎn)生9-10
• 1.3 管道泄漏檢測技術10-12
• 1.3.1 管道內(nèi)檢測技術10-11
• 1.3.2 管道外檢測技術11-12
• 1.3.3 泄露模型檢測技術12
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.5 本文的主要工作以及文章安排13-15
• 第2章 燃氣泄漏模擬平臺搭建及介紹15-23
• 2.1 實驗平臺的總體架構15-16
• 2.2 所用關鍵設備的介紹說明16-17
• 2.2.1 空氣壓縮機16
• 2.2.2 流量計16-17
• 2.2.3 其它采用設備17
• 2.2.4 聲發(fā)射信號采集17
• 2.3 基于ANSYS的管道泄漏仿真17-22
• 2.3.1 選取節(jié)點的位移分量18-19
• 2.3.2 傳感器布置的角度確定分析19-22
• 2.4 本章小結22-23
• 第3章 基于小波重構和近似熵的泄漏聲發(fā)射信號特征提取23-39
• 3.1 小波變換及重構23-29
• 3.1.1 連續(xù)小波變換23-24
• 3.1.2 離散小波變換24-26
• 3.1.3 小波基的選取26-29
• 3.2 近似熵29-33
• 3.2.1 近似熵的計算29-30
• 3.2.2 影響近似熵的因素30-33
• 3.3 特征提取與選擇33-37
• 3.4 本章小結37-39
• 第4章 基于改進K均值的燃氣泄漏判別方法39-49
• 4.1 傳統(tǒng)的聚類方法39-40
• 4.2 原始K均值的介紹40-44
• 4.2.1 原始K均值聚類的優(yōu)點分析41
• 4.2.2 原始K均值聚類的缺點分析41-44
• 4.3 針對本文的K均值聚類算法改進44-46
• 4.3.1 改進的初始聚類中心選取方法44-45
• 4.3.2 改進后的K均值聚類算法流程45-46
• 4.4 總體實驗流程及實驗數(shù)據(jù)與分析46-48
• 4.4.1 實驗流程圖46-47
• 4.4.2 實驗數(shù)據(jù)與分析47-48
• 4.5 本章小結48-49
• 第5章 總結與展望49-51
• 5.1 本文的主要工作49
• 5.2 不足與展望49-51
• 參考文獻51-53
• 附錄53-55
• 附錄 1：攻讀碩士學位期間已發(fā)表或待發(fā)表的論文53-54
• 附錄 2：攻讀碩士學位期間參與的科研項目54-55
• 致謝55

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1 袁忠;黃頻波;耿文霞;;基于近似熵譜的碳纖維復合材料層壓板拉伸損傷聲發(fā)射分析[J];宇航材料工藝;2014年04期

2 聶晶;石s

本文編號：271530