基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的漏磁檢測管道故障診斷方法研究

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1、博士學(xué)位論文ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ論文題目基個酬麵測麵障作者吳振寧學(xué)院信總科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)控制理論與控制工程＾指導(dǎo)教師張化光教授備注二Ｏ－－五年十月日學(xué)位論文基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的漏磁檢測管道故障診斷方法研究作者姓名：吳振寧指導(dǎo)教師：張化光教授東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院申請學(xué)位級別：工學(xué)：博士學(xué)科類別學(xué)科專業(yè)名稱：控制理論與控制工程論文提交日期：２０１５年７月論文答辯日期：２０１５年９月學(xué)位授予日期：２０１

2、５年１１月１１日答員會主席：顧樹生評閱人：評閱１、評閱２、評閱３東北大學(xué)２０７１５年月ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎＣｏｎｔｒｏｌＴｈｅｏｒｙａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤａｔａ－ＤｒｉｖｅｎｂａｓｅｄＦａｕｌｔＤｉａｇｎｏｓｉｓｏｆＭＦＬｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｆＰｉｐｅｌｉｎｅＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｌ２０１５ｙ獨創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完

3、成的。論文中取得的研究成果除加以標注和致謝的地方外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材一料。與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：丨ｒ曰期：＞學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定：即學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部

4、分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索、交流。作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時間為作者獲得學(xué)位后：半年口一年口一年半口兩年〇／學(xué)位論文作者簽名導(dǎo)師簽名：Ｃ簽字日期：１、簽字日期：東北大學(xué)博士學(xué)位論文摘要隨著管道運輸在世界范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，管道安全檢測作為保障管道安全運營的必要一手段也得到了人們越來越多的關(guān)注。漏磁內(nèi)檢測作為管道無損檢測的種重要手段在管道安全領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用是國際管道檢測巨頭所采用的首要檢測方法。雖然漏，磁內(nèi)檢測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展多年并擁有各種類型和型

5、號的內(nèi)檢測器但是漏磁內(nèi)檢測的數(shù)據(jù)，分析仍然是該領(lǐng)域的重點問題和難點問題。現(xiàn)有的漏磁內(nèi)檢測數(shù)據(jù)分析方法主要依賴人工，憑借有經(jīng)驗的工程師采用對數(shù)據(jù)逐頁預(yù)覽的形式進行數(shù)據(jù)的分析并從中找出缺陷信號以及憑借缺陷信號對缺陷的尺寸和形態(tài)進行評估？。這樣的處理方式工作Ｍ巨大、效率低下并且受主觀因素影響明顯，沒有將漏磁檢測的海Ｍ數(shù)據(jù)優(yōu)勢得以體現(xiàn)，反而使數(shù)據(jù)成為信號處理的負擔(dān)。同時漏磁信號本身波動較大并且缺陷的尺寸與缺陷處信號的特，征間的映射具有高度非線性以及非定特性一步增加了缺陷分析的難度進。

6、針對上述問，題，本文對漏磁檢測中的信號處理技術(shù)中的主要問題進行了深入研究，主要研究工作如下：丨．針對漏磁信號的預(yù)處理方法進行了研究包括去噪、校正和插值等技術(shù)，提出，一了一種自適應(yīng)的傳感器通道致性校正方法。本文的方法能夠自動的對漏磁檢測數(shù)據(jù)進行校正，削弱通道間差異對漏磁信號分析的影響，不需要參考傳感器通道作為基準并且對缺陷處的信號也能起到很好的效果。一２．針對ｍ磁倍分的缺陷動識別方法進行了研究，提出了種站于灰度圖像的漏磁檢測缺陷信號自動識別方法能夠?qū)崿F(xiàn)從漏磁信號中自動找

7、出缺陷信號。通過對，＇預(yù)處即后的數(shù)柅進行灰度圖像的轉(zhuǎn)化利川動態(tài)閾｜［，｛的方法獲取種子點，并利川區(qū)域生長的方法最終確定了缺陷信號的范圍。利用該方法可以自動的從具有較大波動的漏磁，ｆｆｗ中識別出缺陷彳ａｔ。４并確奶范叫一３．針對漏磁信號自動檢測中的誤檢改進方法進行了研究，提出了種基于模糊支？一持向Ｍ機的分類方法用于改進誤檢狀況。通過利用本文提出的種改進的模糊聚類算法，提高了模糊支持向識機的分類能力，并對制磁信號特征進行了提取將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)變成了可用于分類的數(shù)據(jù)。通過該方法能

8、夠自動的對檢測中的誤檢結(jié)果進行排除有效，，減少誤檢數(shù)Ｍ。一４．針對規(guī)則缺陷的尺寸砧化方法進行了研究了，提出種規(guī)則缺陷的尺寸辨識方法。通過對包括有限元和磁偶極子理論在內(nèi)的漏磁場理論分析方法的研究對漏磁檢測，的數(shù)值計算方法進行了分析結(jié)合理論分析與檢測數(shù)據(jù)給出了一種快速的規(guī)則缺陷尺寸，Ｍ化方法，能實現(xiàn)對規(guī)則缺陷的尺寸快速從化。－一丨‘東北大學(xué)博士７：位論文化方法進行了研究一５．針對非規(guī)則缺陷的尺寸撗提出了種基于有限元神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，的非規(guī)則缺