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1、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道裂紋狀態(tài)識別及時差定位研究CrackStateRecognitionofPipeBasedonBPNeuralNetworkandTime·differencePositioningResearch專業(yè)名稱扭越劍造區(qū)墓自動絲指導(dǎo)老師駱圭直姓名趙垡廈江蘇大學(xué)二零一四年四月獨創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內(nèi)容以外，本論文不包含任何其它個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果，也不包含為獲得江蘇大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻的個人和
2、集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：運鰳)o雕年∥月6日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書㈣Y25≯b／／／11u1／／／。／／1v1／江蘇大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館、中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文文件，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。本人電子文文件的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致，允許論文被查閱和借閱，同時授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所將本論文編入《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》并向社會提供查詢，授權(quán)中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社將本論文編入《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位
3、論文全文數(shù)據(jù)庫》并向社會提供查詢。論文的公布(包括刊登)授權(quán)江蘇大學(xué)研究生處辦理。本學(xué)位論文屬于不保密口。學(xué)位論文作者簽名：延俊罔∞I仁年6月<日江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著管道工業(yè)迅猛發(fā)展，管道運輸已經(jīng)成為能源運輸?shù)闹饕绞街唬虼?，開展管道質(zhì)量狀態(tài)的安全檢測研究，對于保障管道輸送的正常運行，維護人類生命財產(chǎn)安全以及減少和避免環(huán)境污染具有重要意義。本文在查閱大量國內(nèi)外科技文獻的基礎(chǔ)上，以管道裂紋為研究對象，基于奇異值分解(SingularValueDecomposition，SVD)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及時差定位技術(shù)對管道裂紋聲發(fā)射信號進行了分析處理，實現(xiàn)了管道裂
4、紋的狀態(tài)識別及定位，為管道的安全性檢測提供了一些經(jīng)驗和依據(jù)。本課題研究的主要內(nèi)容如下：首先，本文介紹了聲發(fā)射的基本理論，并根據(jù)聲發(fā)射現(xiàn)象的產(chǎn)生與材料內(nèi)部變化機制的特點，確定選取聲發(fā)射檢測技術(shù)來采集裂紋聲發(fā)射信號。在分析管道裂紋主要狀態(tài)及其聲發(fā)射信號的特點以及聲發(fā)射信號處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了聲發(fā)射采集方法及信號處理方案。其次，對采集的聲發(fā)射信號進行預(yù)處理。運用SVD技術(shù)對管道裂紋聲發(fā)射信號進行降噪處理，論文針對SVD分解中重構(gòu)階數(shù)的確定這一難點，采用奇異值能量差分譜確定信號重構(gòu)階數(shù)；通過算例仿真，展現(xiàn)了該方法在降噪上的有效性，針對降噪后信號局部誤差偏大的問題，提
5、出了級聯(lián)SVD方法：分析了SVD降噪處理對能量等幾個信號參數(shù)的影響，并選取幅度、振鈴計數(shù)、上升計數(shù)、持續(xù)時問、上升時間、有效值電壓、平均信號電平和能量8個特征參數(shù)作為裂紋狀態(tài)識別的特征量。再次，運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對裂紋進行狀態(tài)識別以及時差定位優(yōu)化研究。論文通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)設(shè)置，設(shè)計一個隱含層可變的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在不斷改變隱含層神經(jīng)元的數(shù)目，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練誤差及訓(xùn)練次數(shù)，確定了隱含層神經(jīng)元個數(shù)。將測試數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進行模式識別，并將BP網(wǎng)絡(luò)輸出的測試樣本識別結(jié)果與目標輸出對比，以考察網(wǎng)絡(luò)分類的準確性，實現(xiàn)管道裂紋的狀態(tài)識別。論文選用時差定位
6、法對管道裂紋進行了定位研究，為提高其精度，引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并通過對比引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前后的時差定位精度，得出BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對于時差定位的精度優(yōu)化作用。最后，為了驗證研究的可行性，進行了管道裂紋聲發(fā)射信號檢測實驗。針對采集的信號進行了SVD降噪處理；并應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對管道裂紋進行了狀態(tài)識基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)管道裂紋的狀態(tài)識別及時差定位研究別及時差定位的優(yōu)化研究，成功的識別出了管道裂紋的狀態(tài)，并同時證明了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對于時差定位精度的優(yōu)化作用。研究結(jié)果表明，運用SVD降噪技術(shù)可以很好的濾除聲發(fā)射信號中的噪音信號；根據(jù)降噪后提取的特征參數(shù)，運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別能
7、夠較準確的識別出管道無裂紋狀態(tài)、裂紋擴展狀態(tài)和滲漏裂紋狀態(tài)；同時BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的引入也提高了時差定位的精度。關(guān)鍵詞：管道裂紋，聲發(fā)射，SVD，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，狀態(tài)識別，時差定位Ⅱ江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofpipelineindustry,pipelinetransportationhasbecomeoneofthemainmethodsofenergytransport．Therefore，researchingpipequalitystatusisgreatsignificancefortheprotec
8、tionofthenor
