管道作为油气资源运输的重要设备,其安全性问题日益受到社会的关注。管道完整性管理是确保管道安全的重要措施,而管道检测是管道完整性管理的重要技术手段。对于管道腐蚀、应力集中等造成的管道壁变薄、裂纹,目前世界上通用的解决手段是进行管道内检测。管道内检测是在不影响管线运行的情况下,利用管道内运行的可实时采集并记录管道信息的检测器,定量检测管道存在缺陷的方法。管道内检测为管道完整性管理提供科学依据,对保证管道尤其是长输管道安全运营具有重要作用。实施管道内检测,管道内检测器速度控制是关键,它是确保检测数据的完整性和有效性的前提。为此,论文提出开展天然气长输管道内检测器的速度控制原理、控制策略与控制算法等相关研究,在上述理论研究的基础上,研制内检测器速度控制系统的软硬件和电气系统。论文研究的主要内容包括以下几个方面:(1)针对天然气长输管道内检测器开展技术调研。阐明了管道内检测器速度控制研究的现状,并根据内检测器速度控制存在的问题及现有内检测器速度控制研究的不足,提出本文技术路线。(2)天然气长输管道内检测器的速度控制模型研究。结合内检测器的结构组成、工作原理阐明了管道内检测器的调速原理。在此基础上,基于数值模拟分别建立了管道内检测器流体动力子模型和皮碗摩擦子模型,由此构建了内检测器的速度控制仿真模型。(3)天然气长输管道内检测器速度控制策略研究。以天然气长输管道内检测器实际工况为基础,确立了内检测器速度控制目标,并结合内检测器速度控制模型设计了以PID和模糊PID为核心的速度控制器。并基于内检测器的速度控制仿真模型,开展了内检测器速度控制算法的仿真分析,评估了控制算法在发球过程、上坡过程和下坡过程中的动态响应能力,以及控制算法在阶跃干扰、正弦干扰和方波干扰信号扰动下的稳定性。(5)天然气长输管道内检测器速度控制系统开发。提出了内检测器控制系统总体方案,研制了内检测器速度控制硬件系统,并结合模糊PID控制算法开发了内检测器速度控制软件系统。(6)天然气长输管道内检测器电气系统研制及测试。在提出内检测器电气系统总体方案的基础上,完成电气系统各元器件选型与系统集成,并进行电气系统性能测试与分析,验证内检测器速度控制系统算法和电气系统功能的有效性。