基于隐马尔科夫模型气液两相流流型识别方法.pdf

第48卷 第6期 石 油 化 工 自 动 化 VoL48，No．6 2012年 12月 AUTOMAT10N IN PETRO-CHE]M1CAL INDUSlTRY December，2012 基于隐马尔科夫模型的气液 两相流流型识别方法 童刚，张俊晶，樊春玲 (青岛科技大学 自动化与电子工程学院，山东青岛266042) 摘要 ：提出一种基于隐马尔科夫模型(HMM)识别垂直上升管中气液两相流流型的方法。首先对采集到的电导波动信号进行 数据处理，借助语音信号处理中的线性预测方法，提取出反应两相流流动特征的特征量。将提取的特征向量作为观测序列输入 到已经训练完毕的各状态HMM 中，从而实现对气液两相流流型的识别。结果表明，该软测量方法能够准确地识别出三种典 型的流型，识别效果 良好，为流型的识别提供了一种有效的软测量方法。 关键词 ：两相流 流型识别 隐马尔科夫模型 软测量 中图分类号：TM344．1 文献标志码 ：A 文章编号：1007—7324(2012)06—0024—04 A M ethodforIdentifyingGas-liquidTwo-phaseFlow PatternsBasedonHMM TongGang，ZhangJunjing，FanChunling (CollegeofAutomationandElectronicEngineering， QingdaoUniversityofScienceandTechnology， Qingdao，266042，China) Abstract：A methodforidentifyinggas-liquidtwo—phaseflow pattern inverticalpipebasedon HiddenMarkovMode1(HMM)iSputforwards．First，thecollectedconductancefluctuation signalsareprocessedtoextractflow characteristicparameterofgas-l‘iquidtWO——phasewiththe aidof1inearforecastingmethodinthespeechsigna1processing．Thesecollectedparametersare putintothefinishedstateoftrainingHMM torealizethegas—liquidtWOphasesflow pattern recognition．Theresultsshow threetypicalflow patternscanbeidentifiedproperlybyusing thesoftmeasurementmethod，and itcan providea kind ofeffectivemethod ofthesoft measurementforflow patternsidentification． Keywords：two—phaseflow；identificationofflow regimes；HMM ；softmeasurement 近年来，信息处理和融合技术的发展为气液两 (slug)和混状流(churn)。该方法是一种新的两相 相流流型的智能识别提供了新的思路与方法。运 流流型识别的软测量方法。 用现代信号处理技术进行两相流参数测量的软测 1 气液两相流电导波动信号采集 量方法为较易测量的辅助过程变量和离线分析信 垂直上升管中气液两相流动态试验是在三相 息提供了主要参数的在线估计[1]。模糊数学、状态 流流动模拟装置实验 室进行 的。试验 管径为