基于改进的emd和混沌振子的管道泄漏检测

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1、分类号：ＴＮ９１１．７单位代码：１０２２０ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ—－？—￣￣￣■－？－—￣＿ｉ＾＾—￥—：＝．－－’－＇－－厂．ｒ：ｕａｓａ－ｍｉ？＾ｊＩ，ｗｉＥ—ｉａｆｃｇ＾；：．ｉ＂ｆｔｉ：＞：ｓｉｔｎ＞：＾ｔｙ；ｇｗ———＇、？’频ｉ研究生学位论义－ＪＥＭＤ和混纯论义颗目：基于改进的振子的管道泄漏检测二申瑞埼硕ｚｂ生：李宏教授指导教师学科学业：信息与通信工程一祝究方向：现代信号处理２０１

2、５年６月６日ＪＩ逛东北石油大学硕±研巧生学位论文学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明并表示谢意。至作者签名；卡五若秦日期；学位论文使用授权声明本人完全了解东北石油大学有关保留、使用学位论文的规定。学校有权保留学位论文并向国家主管部口或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借

3、阅，？，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文可公布论文的全部或部分内容。东北石油大学有权将本人的学位论文加入《中国优秀硕±学位论文全文数据库》、《中国博古学位论文全文数据库》和编入《中国知识资源总库》。保密的学位论文在解密后适用本规定。学位论文作者签名：中支若至务论文指导教师签名：指导小组成员签名：碎旅亦．乘妹艾ThesisfortheMasterdegreeinEngineeringBasedonimprovedEMDandpipelineleakdetectionofchaoticoscill

4、atorCandidate:ShenRuiqiTutor:LiHongSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateoforalexamination:6thJune.2015University:NortheastPetroleumUniversity东北石油大学硕士研究生学位论文基于改进的EMD和混沌振子的管道泄漏检测摘要管道泄漏检测技术是确保管道进行安全高效运输作业的有效手段。近年来，在能源危机日益加剧的大环境下，作为能源运输最主要载体之一的管道运输及其安全问题也愈来愈受到重视，

5、并逐步发展为影响国家经济和社会发展的重要因素。管道泄漏检测技术是保证管道作业正常有序进行的主要方法之一，严峻的环境压力要求现代的管道泄漏检测技术应具有更高的定位精度，更灵敏的泄漏信号检测、实现有效的管道微弱泄漏信号的检测。本文采用了在信号分解和信号降噪方面具有较好效果的经验模态分解方法（EMD）对次声波管道泄漏信号进行处理，利用EMD方法能够将原始信号依照不同的尺度（频率）下逐级分解，将这些不同尺度的波动或趋势提炼形成特征明确、针对性强的本征模态函数（IMF），该方法具有良好的信号降噪和信号特征提取能力，将其应用在管道信号处理当中有显著效果。

6、同时就传统经验模态分解方法中存在的模态混叠、端点效应等弊端进行深入算法分析和理论研究，并得到了一种改进的经验模态分解方法，通过数据测试验证了改进方案的有效性，将该种改进方法应用在热网管道的现场实际采集数据中，同样得到了较为优质的信号降噪和信号分解结果。混沌系统得益于其算法本身的特点使其对于微弱信号具有惊人的敏感性，另外，它对环境噪声的抑制能力也同样强大，混沌系统的这些特质决定了它是适用于微弱信号检测的，这种微弱信号自然也包括淹没在噪声下的由管道泄漏产生的微弱信号。本文选取混沌系统中可实现性较强、稳定性较好、抗噪声能力较优、灵敏度较高的高阶Du

7、ffing振子系统进行深入的理论分析和大量的实践研究，并将其与改进的EMD有效联系，即：先将管道泄漏原始信号输入改进的EMD进行以信号降噪和特征提取为目的的信号预处理，再将处理后得到的待测信号引入到高阶混沌振子系统中，通过观测混沌系统状态的改变来判断是否检测到了泄漏信号。经过模拟信号和现场数据的多次测试，达到了构建该方法的预期效果，证实了该种方法在微弱管道泄漏信号检测方面的有效性和优越性。关键词：管道泄漏检测；经验模态分解；混沌理论；Duffing振子II东北石油大学硕士研究生学位论文BasedonimprovedEMDandpipeline

8、leakdetectionofchaoticoscillatorABSTRACTPipelineleakdetectiontechnologyisoneofthei