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1 绪论 1

1.1 管道运输现状及其泄漏故障的概述 1

1.1.1 管道运输的发展现状 1

1.1.2 管道运输中存在的问题及其泄漏检测与定位的必要性 2

1.1.3 管道泄漏智能诊断的目标及特点 5

1.2 管道泄漏故障诊断的研究现状 6

1.2.1 管道泄漏检测方法概述 6

1.2.2 国外研究现状 11

1.2.3 国内研究现状 13

2 黏性流体动力学理论及管内流体流动模型 15

2.1 引言 15

2.2 不可压缩流体的管内流动 16

2.2.1 管内不可压缩流体流动基本方程 17

2.2.2 黏性流体运动的一般性质 18

2.2.3 流体在管内流动的流态 19

2.3 可压缩流体的管内流动 24

2.3.1 管内可压缩流体动力方程组 24

2.3.2 可压缩流体的一维定常流动 28

2.4 输气管道的稳态特性分析 30

2.4.1 稳态下平坦输气管道的基本公式 30

2.4.2 沿程摩阻系数的计算公式 31

2.4.3 输气管道的温度变化 31

2.5 输气管道的动态特性分析及气体管道泄漏近似模型 32

2.5.1 气体管道的动态仿真 33

2.5.2 管道瞬变流 36

2.6 本章小结 39

3 气体管道泄漏检测与定位的实验系统 40

3.1 引言 40

3.2 实验系统的设计 40

3.2.1 实验气动回路 40

3.2.2 主要元件的选取 41

3.3 实验系统组成 42

3.3.1 硬件系统 42

3.3.2 软件系统 44

3.4 本章小结 46

4 气体管道动态泄漏检测与定位的研究 47

4.1 引言 47

4.2 气体管道突发动态泄漏的实验研究 47

4.3 基于小波神经网络的气体管道动态泄漏检测与定位 53

4.3.1 基于小波变换的过渡流奇异区域检测 53

4.3.2 小波神经网络用于气体管道泄漏检测与定位 66

4.4 气体管道动态泄漏诊断软件系统 71

4.5 本章小结 72

5 基于主动施扰的气体管道稳态泄漏诊断研究 74

5.1 引言 74

5.2 基于主动施扰法的实验研究 75

5.2.1 主动施扰法原理及实验设计 75

5.2.2 主动施扰法实验结果及分析 75

5.3 基于动态径向基网络的稳态泄漏诊断 79

5.3.1 动态径向基网络设计 79

5.3.2 稳态泄漏检测与定位结果分析 81

5.4 气体管道稳态泄漏主动诊断软件系统 89

5.5 本章小结 90

6 基于人工免疫聚类的气体管道泄漏检测与定位的研究 92

6.1 引言 92

6.2 基于动态聚类分析的气体管道泄漏检测与定位 92

6.2.1 聚类分析的基本算法 93

6.2.2 动态聚类分析算法 94

6.2.3 动态聚类在气体管道动态泄漏检测与定位中的实例分析 98

6.2.4 动态聚类在基于主动施扰的气体管道稳态泄漏检测与定位中的实例分析 115

6.3 基于人工免疫聚类的气体管道泄漏检测与定位的研究 133

6.3.1 人工免疫原理 134

6.3.2 基于人工免疫进化的动态聚类算法 138

6.3.3 实例分析 140

6.4 本章小结 146

参考文献 148