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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