基于自适应时延估计的管道漏水定位方法研究

发布时间：2022-12-18 14:05

　　时延估计算法在定位辐射源雷达、地震学以及全球定位系统GPS（Global Positioning System）中都发挥了重要的作用,是目前定位中常用的方法。采用该方法最重要的就是进行时间延迟估计,其估计的精确性估计直接影响定位精准性,而在本文中,时延估计算法主要应用于供水管道中的定位部分。本文结合漏水环境,主要对基本相关法和基于最小均方误差（LMS）的自适应时延估计方法进行了概括。在不同的信噪比下,对比了基本相关法的加权形式和基于LMS的适应时延估计算法性能,结果表明,基于LMS的自适应时延估计算法具有很好的稳定性和抗噪性,更适合应用在漏水定位中。该算法可以通过滤波器自身参数更新和调整得到相关结果,从而克服了相关法需要先验知识的不足,改善了定位精度。但是也存在收敛速度慢,计算量大等缺点。为了进一步优化定位算法,在本文中引入了几种改进自适应算法:极性导向式LMS（PPLMS）算法、截断数据LMS（CDLMS）算法、过零驱动LMS（ZFLMS）算法和归一化LMS（NLMS）算法,通过计算机仿真分析,验证了改进算法的可行性。最后,以基于无线传感网络的供水管道信号采集系统作为硬件平台,对于采... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 供水管道及水资源现状
        1.1.2 供水管网检漏的必要性
    1.2 国内外研究历史与现状
        1.2.1 管网泄漏检测技术的发展状况
        1.2.2 漏水定位存在的问题
    1.3 本文主要工作及内容安排
第二章 基本的时延估计方法
    2.1 时间延迟估计的基本概念
    2.2 时延估计方法概述
        2.2.1 基本相关法
        2.2.2 最大似然估计法
        2.2.3 高阶统计量法
        2.2.4 自适应估计法
        2.2.5 其它类方法
    2.3 本章小结
第三章 基于最小均方误差的自适应时延估计算法
    3.1 自适应滤波器基本原理
    3.2 LMS自适应时延估计方法概述
        3.2.1 LMSTDE算法原理
        3.2.2 LMSTDE算法结构
    3.3 LMSTED性能分析
        3.3.1 收敛性
        3.3.2 收敛速度
        3.3.3 稳态误差
        3.3.4 计算复杂度
    3.4 仿真实验
    3.5 本章小结
第四章 基于自适应时延估计算法的管道泄漏定位
    4.1 管道泄漏定位模型及方案
        4.1.1 管道漏点定位模型
        4.1.2 漏点定位方案
    4.2 泄漏定位误差分析
    4.3 基本LMS改进算法
        4.3.1 改进算法原理
        4.3.2 极性导向式LMS算法
        4.3.3 截断数据LMS算法
        4.3.4 过零驱动LMS算法
        4.3.5 归一化LMS算法
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 仿真实验
        4.4.2 实际数据处理
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]供水管道泄漏自适应时延估计法漏点定位研究[J]. 李文涛,郭美利,李忠虎.  自动化仪表. 2015(08)
[2]自适应回波抵消中变步长NLMS算法[J]. 张琦,王霞,王磊,薛涛.  数据采集与处理. 2013(01)
[3]互相关时延估计与基于LMS自适应时延估计对比[J]. 甘世明,郭秀珍,于世伟,王坤.  科技信息. 2010(11)
[4]以太网分布式数据采集同步和实时传输研究[J]. 游雪峰,文玉梅,李平.  仪器仪表学报. 2006(04)
[5]自适应供水管网泄漏检测定位仪器系统[J]. 杨进,李平,文玉梅,郑敏.  仪表技术与传感器. 2005(02)

博士论文
[1]LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用[D]. 李宁.哈尔滨工程大学 2009
[2]供水管道泄漏自适应检测及定位信号处理方法研究[D]. 吴慧娟.重庆大学 2009

硕士论文
[1]城市燃气管道泄漏检测预警技术研究[D]. 汤舟.华北科技学院 2016
[2]大范围高精度自适应时延估计方法及实现技术[D]. 王洋.北京理工大学 2015
[3]输气管道泄漏监测及定位技术研究[D]. 崔丽娟.太原科技大学 2013
[4]管道泄漏精确定位方法应用研究[D]. 陈琦.北京化工大学 2011
[5]自适应滤波算法研究及应用[D]. 孟小猛.北京邮电大学 2010
[6]最小均方误差时延估计方法研究[D]. 李强.西北工业大学 2004



本文编号：3722190