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(guó)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(zhǎng)，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(lái)越多的應(yīng)用。但是管網(wǎng)實(shí)時(shí)在線仿真過(guò)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(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，緊跟國(guó)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(jìn)行了深入研究。
　　通過(guò)研究分析現(xiàn)有管網(wǎng)仿真方法，運(yùn)用隱式法建立管網(wǎng)在線仿真流體動(dòng)態(tài)模型，以建立的管網(wǎng)在線仿真模型為基礎(chǔ)，對(duì)管網(wǎng)在線仿真系統(tǒng)中存在的噪聲干擾進(jìn)行深入研究。針對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)噪聲以及量測(cè)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(cè)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(dá)到極小化，運(yùn)用最小二乘估計(jì)以及極值原理對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行處理，將非線性濾波問(wèn)題歸結(jié)轉(zhuǎn)化為非線性優(yōu)化問(wèn)題，進(jìn)而設(shè)

3、計(jì)出最優(yōu)管道實(shí)時(shí)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(jì)算程序，并編制了擴(kuò)展卡爾曼濾波計(jì)算程序，對(duì)現(xiàn)實(shí)中某天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)為例，進(jìn)行濾波計(jì)算，將得到的濾波計(jì)算數(shù)據(jù)與無(wú)噪數(shù)據(jù)、含噪數(shù)據(jù)以及擴(kuò)展卡爾曼濾波數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)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(kuò)展卡爾曼濾波方法，以此