【技术实现步骤摘要】
基于混沌粒子群的化工生产管道实时瞬态模型的建立及计算方法
本专利技术涉及化工安全生产管道监控
，具体涉及一种基于混沌粒子群的化工生产管道实时瞬态模型的建立及计算方法。
技术介绍
管道是一种安全、高效、节能的输送流体的方式之一，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。在化学工业中，管道常常由于老化、腐蚀、焊接不好、第三方破坏等因素产生泄漏问题，目前常规的管道泄漏检测方法主要分为基于模型法和基于数据驱动法两大类。基于数据驱动法主要依赖于数据收集来执行信号处理和用于泄漏检测的统计分析，但它不需要任何关于系统的具体深入知识，只需要通过机器学习算法或人工智能算法，从采集的历史数据中获取管道泄漏特征和知识，由于这种方法强烈依赖于所采集的信号，而忽略了管道内部的机理信息，并且采用的机器学习算法需要对样本进行训练而限制了一些需要在线监测的情况；基于模型法的发展有效地利用了管道的物理信息，通过建立机理模型，利用采集的压力和流量信号，有效地分析了管道在各个状态中运行的情况，但是现有的管道机理模型大部分运用于石油运输领域中，在化学工业领...
【技术保护点】
1.一种基于混沌粒子群的化工生产管道实时瞬态模型的建立及计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1.1：建立管道机理模型；/n将Brunone模型引入到动量平衡方程中，得到动量平衡方程和Brunone模型组合，根据伯努利方程经过推导优化得到管道总长优化方程；/n步骤1.2：采集化工生产管道首端、末端和中间位置的流量和压力值，其中，化工生产管道首端的流量和压力值作为优化管道机理模型的数据，化工生产管道末端和中间位置的流量和压力值用于验证经过优化后的管道机理模型模型参数ζ
【技术特征摘要】
1.一种基于混沌粒子群的化工生产管道实时瞬态模型的建立及计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.1：建立管道机理模型；
将Brunone模型引入到动量平衡方程中，得到动量平衡方程和Brunone模型组合，根据伯努利方程经过推导优化得到管道总长优化方程；
步骤1.2：采集化工生产管道首端、末端和中间位置的流量和压力值，其中，化工生产管道首端的流量和压力值作为优化管道机理模型的数据，化工生产管道末端和中间位置的流量和压力值用于验证经过优化后的管道机理模型模型参数ζB和α；
步骤1.3：先设定式(3)中ζB和式(1)中α的初始值，得到化工生产管道的计算长度L，该计算长度L是式(1)中x的最大范围，然后向管道机理模型输入化工生产管道首端采集的流量和压力值带入式(1)和式(2)，得到化工生产管道的沿程的压头H和化工生产管道的流速v，通过式(4)计算化工生产管道的沿程的压头H和化工生产管道的流速v与实际值相对误差和fN，即适应度，如相对误差和小于设定阈值，则得到优化后的管道机理模型模型参数ζB和α，如相对误差和大于等于设定阈值，则进入步骤1.4；
其中，fN表示相对误差和，i＝0表示管道首端，i＝k表示管道第k处，i＝n+1管道末端位置，表示管道压头在第i处的实际测量值，Hi表示管道压头在第i处的模型计算值，表示管道流速的实际测量值，vi表示管道流速在第i处的模型计算值；
步骤1.4：对管道机理模型(1)(2)(3)的ζB和α进行混沌粒子群的优化，得到优化后的ζB和α，将优化后的ζB和α作为步骤1.3的ζB和α的初始值，重复步骤1.3，直至得到优化的管道机理模型参数ζB和α；
步骤1.5：步骤1.3得到的优化后的管道机理模型模型参数ζB和α，或步骤1.4得到的优化后的管道机理模型模型参数ζB和α带入公式(1)、(2)、(3)形成经过参数优化的管道机理模型，采用经过参数优化的管道机理模型实时计算化工生产管道的压力和流量。
2.根据权利要求1所述的基于混沌粒子群的化工生产管道实时瞬态模型的...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡亦军，刘蕴文，周猛飞，潘海天，林俊杰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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