论文题目: 高阶统计量技术在两相流检测中应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 控制科学与工程
作者: 赵明阳
导师: 黄志尧,李海青
关键词: 气固流化床,气液两相流,差压波动信号,流型辨识,高阶统计量,双谱估计算法,并行算法
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 两相流系统是一个复杂的非线性动态系统,广泛存在于动力、化工、石油、冶金等领域。研究两相流体动力学,探讨两相流动的机理,准确检测两相流的各种参数,具有非常重要的意义。 本文将高阶统计量技术引入到两相流参数检测领域,提取了差压波动信号中的非高斯特性,并利用双谱估计对气固流化床、气液两相流和油田两相流系统的流型进行了辨识,同时也在自行设计的试验装置和大庆油田测井研究所模拟井装置上进行了试验验证,取得了一些有益的结论: ●基于高阶统计量技术,提出了一种气固流化床压力波动信号分析的新方法。通过对采集到的压力信号进行双谱分析,构造基于双谱幅值的特征值T,提取了不同流型下压力信号的非高斯特性。并结合模糊模式识别理论,建立了流型的模糊判别准则。试验结果表明所提出方法有效地抑制了高斯有色噪声对信号的影响,取得了良好的流型辨识效果。 ●将高阶统计量分析方法应用到气液两相流差压波动信号分析中。利用双谱分析的方法提取了不同流型下信号的非高斯特征,并给出了典型流型下的双谱图。通过构造软测量模型,提出了不同管径下的气水两相流流型的辨识方法。经实验验证,所提出的方法是有效的。 ●开发了一套基于组件技术的两相流检测软件系统,为两相流检测提供了稳定可靠的数据采集平台,并基于这个软件系统,采用泛型算法技术开发了相关的信号处理算法库。 ●针对双谱估计算法计算量大的问题,提出了一种高效的双谱估计并行算法。该算法基于FFT并行算法,通过研究双谱估计算法的特征,找到了适合双谱估计的并行计算模型,并在双处理器并行计算机上进行了实现,试验结果证实了该算法是有效的。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 两相流定义与基本概念
1.1.1 两相流的定义
1.1.2 两相流的分类
1.1.3 两相流检测的主要参数
1.2 两相流检测技术
1.2.1 两相流检测技术研究的重要意义
1.2.2 两相流检测技术研究的现状和发展趋势
1.3 高阶统计量技术与两相流参数检测
1.3.1 高阶统计量技术
1.3.2 两相流压力的波动
1.3.3 两相流流型辨识
1.4 两相流检测软件系统的组成与采用的技术
1.5 本文的主要工作及意义
1.6 小结
第二章 文献综述
2.1 气液两相流流型辨识综述
2.1.1 流型图
2.1.2 判别式
2.1.3 现代测量方法
2.2 气固流化床流型辨识综述
2.2.1 相图
2.2.2 经验公式
2.2.3 信号检测与处理
2.3 高阶统计量的基本理论
2.3.1 高阶统计量的定义
2.3.2 高阶矩和高阶累积量
2.3.3 高阶矩与高阶累积量的转换关系
2.3.4 高斯信号的高阶矩和高阶累积量
2.3.5 高阶累积量的性质
2.3.6 高阶谱的基本概念
2.3.7 双谱的性质
2.3.8 双谱估计算法
2.4 高阶统计量的应用综述
2.5 小结
第三章 高阶统计量在气固流化床中的应用研究
3.1 引言
3.2 气固流化床实验装置与实验过程
3.2.1 气固流化床实验装置
3.2.2 气固流化床实验过程
3.2.3 气固流化床流型的区分
3.3 气固流化床压力波动信号的研究
3.4 气固流化床压力波动信号的高阶统计量分析
3.4.1 压力波动信号的双谱定义
3.4.2 双谱分析中的问题及解决方法
3.4.3 双谱特征分析
3.5 压力波动信号的双谱特征以及非高斯特性研究
3.5.1 基于幅值的双谱特征值定义
3.5.2 基于幅值的双谱特征值定义
3.6 基于双谱特征值T的气固流化床流型辨识软测量方法
3.7 小结
第四章 高阶统计量在气液两相流中的应用研究
4.1 气液两相流流型分类
4.2 气液两相流试验装置
4.3 气液两相流差压波动信号的非高斯特征研究
4.3.1 高阶统计量的定义
4.3.2 气液两相流差压信号采集中的几个问题
4.3.3 气液两相流差压波动信号双谱特征分析
4.3.4 气液两相流差压波动信号非高斯特性分析
4.4 基于高阶统计量的气液两相流软测量模型及流型辨识
4.4.1 软测量技术
4.4.2 气液两相流流型软测量模型的建立
4.4.3 气液两相流流型辨识
4.5 小结
第五章 高阶统计量在油田两相流中的应用研究
5.1 垂直上升管气液两相流流型分类
5.2 油田多相流实验装置
5.3 油田多相流控制系统
5.3.1 上位机软件模块结构
5.3.2 多相流控制系统与测井仪器标定系统的数据通讯
5.4 垂直上升管油田两相流差压波动信号的非高斯性分析
5.4.1 气水两相流差压波动信号的非高斯性分析分析
5.4.2 油水两相流差压波动信号的非高斯性分析
5.5 小结
第六章 两相流检测软件系统的设计和研究
6.1 引言
6.2 两相流检测系统的结构
6.2.1 两相流流型可视化
6.2.2 两相流参数软测量技术
6.2.3 两相流检测软件系统设计
6.3 双谱估计算法的并行设计
6.3.1 FFT并行算法原理
6.3.2 FFT并行算法模型
6.3.3 基于FFT的双谱估计并行算法
6.4 小结
第七章 结论
参考文献
附录：
致谢
发布时间: 2005-07-27
参考文献
- [1].近场无线定位算法及超声定位AGV技术研究[D]. 燕学智.吉林大学2008
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