【摘 要】
：
输油管道由于埋藏环境、运输介质等影响,随着使用年限增加,管道会逐渐出现腐蚀,常规的腐蚀管道剩余强度计算方法有公式计算和有限元分析(FEA)等.针对常规方法中公式计算准确性较低和有限元分析过于复杂的问题,提出了一种改进的粒子群算法优化的神经网络模型(IPSO-BPNN)来预测腐蚀管道剩余强度.首先,在传统粒子群算法的基础上,提出了一种新的非线性递减惯性权重用于快速更新粒子速度和位置,并引入了遗传交叉算子增加粒子的多样性,形成了改进的粒子群算法(IPSO);其次,采用IPSO算法对神经网络的权重和阈值进行优化
【机 构】
：
西南石油大学 计算机科学学院,四川 成都 610500
论文部分内容阅读
输油管道由于埋藏环境、运输介质等影响,随着使用年限增加,管道会逐渐出现腐蚀,常规的腐蚀管道剩余强度计算方法有公式计算和有限元分析(FEA)等.针对常规方法中公式计算准确性较低和有限元分析过于复杂的问题,提出了一种改进的粒子群算法优化的神经网络模型(IPSO-BPNN)来预测腐蚀管道剩余强度.首先,在传统粒子群算法的基础上,提出了一种新的非线性递减惯性权重用于快速更新粒子速度和位置,并引入了遗传交叉算子增加粒子的多样性,形成了改进的粒子群算法(IPSO);其次,采用IPSO算法对神经网络的权重和阈值进行优化,并使用优化后的权重和阈值初始化神经网络,建立了IPSO-BPNN模型;最后,在2个真实的管道测试爆破数据集上进行实验,分别使用线性回归(LR)、FEA、前馈神经网络(BPNN)、粒子群算法前馈神经网络(PSO-BPNN)以及IPSO-BPNN模型对腐蚀管道剩余强度进行预测,使用平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)作为评估模型预测性的指标.在2个数据集的测试集上的结果表明:IPSO-BPNN模型的MAE分别为0.5254、0.7185,MAPE分别为3.77％、2.68％,RMSE分别为0.6726、0.9472,3项指标较LR、FEA、BPNN和PSO-BPNN有明显提升.改进PSO-BPNN算法可以提高腐蚀管道剩余强度预测的准确性,可以为管道检查提供较为准确的依据.
其他文献
核废料深地质处置等问题常需进行热传导分析,而传统的热传导分析基于连续模型,无法描述热量在两个接触体之间的传递细节.针对这一问题,首先,基于颗粒法将材料离散为一系列的热存储器和热管道,通过与颗粒相关的热存储器和与接触相关的热管道组成的网络实现温度交换.其次,通过Qt搭建程序架构,利用开放图形程序接口OpenGL实现可视化,并通过分析一维薄板、二维对称圆环的热传导特性对其进行正确性验证,同时研究了颗粒粒径和堆积方式对传热的影响.结果表明,该方法能较好地模拟物质的传热过程.
针对基于自抗扰原理的永磁同步电机控制存在待整参数多和参数物理意义不明显等问题,提出一种改进滑模自抗扰控制算法.首先,利用滑模趋近律构建出最优控制函数,将扩张状态观测器及非线性误差反馈控制律中的fal函数用最优控制函数代替,从而减少待整参数,完成对非线性自抗扰控制器结构的优化.其次,使用李雅普诺夫函数对改进滑模自抗扰控制器的稳定性进行分析.最后,采用Matlab仿真验证该算法的可行性.仿真结果表明:永磁同步电机调速系统采用改进滑模自抗扰控制器后,既能保留非线性自抗扰法无超调起动和抗负载扰动能力强的优点,又能
针对无线网络流量长期预测问题,提出一种基于宽度&深度学习的基站网络流量预测方法.首先,利用S-H-E SD算法和数据平滑方法对网络流量数据进行预处理,以降低噪声数据对预测的影响;然后,将网络流量作为宽度&深度模型的深度部分(神经网络)的输入,将无线资源控制(RRC)连接数和物理资源块(PRB)利用率作为模型的宽度部分(线性模型)输入,通过结合深度部分和宽度部分来预测网络流量.所提方法为所有基站的网络流量建立一个预测模型,预测结果的均方根对数误差(RMSLE)为0.985,明显优于传统的季节性差分自回归滑动
目前无线传感器网络中存在的蚁群环路现象和网络节点能量分布不均衡等问题,容易导致节点过早休眠、网络生存周期短.以现有蚁群算法为基础,重构蚂蚁数据包包头结构,在前向蚂蚁数据包中增加数据包序列号、数据包源地址、数据包途径节点数目、途径中继节点消耗的全部能量、路径长度和数据包生存时间,在后向蚂蚁数据包中增加数据包初始能量和平均剩余能量等数据;重新设计信息素更新公式,引入自适应信息素蒸发系数,将路由跳数修正为多跳消耗的能量值,提高信息素更新公式的准确性,使网络中各节点的能量消耗更均衡;改进信息素增量公式,将数据包访
针对传统力控制方法分析隧道正交下穿引起的地表和既有隧道变形过程复杂的问题,基于Park收敛模型,采用位移控制方法对隧道开挖引起的地表沉降以及既有隧道拱底变形进行研究.首先,通过将工程实例地表沉降数据、所提方法以及传统力控制方法的结果进行对比,验证位移控制方法在研究新建隧道垂直下穿既有隧道问题中的合理性,然后使用Park的4种隧道收敛模式作为新建隧道的边界条件进行进一步分析.结果表明:在给定隧道拱顶位移g的情况下,Park的4种收敛模式引起的地表沉降槽、隧道拱底变形的形状和数值均存在一定差异;相同土体损失和
航空机匣类零件通常由航空难加工材料制成,壁薄、刚性差、难加工,极易发生切削变形.因此,以航空薄壁机匣零件为研究对象,基于切削加工力学建模,采用有限元分析方法,实现了对航空薄壁机匣零件车削加工变形量的预测.在此基础上,采用加工变形量主动补偿方法,通过对每次走刀的切削深度进行补偿以减少加工变形量.有限元仿真与切削试验结果均显示,采用该方法可以大大减少加工变形误差并使其分布更加均匀,可有效地控制切削加工变形量.
随着无限通信技术的发展,具有发射和接受电磁波功能的天线对无线通信系统的作用愈加重要。然而,面对多种场景的天线设计要求,传统的以设计经验为驱动的试错法逐渐变得难以满足日新月异的天线设计要求。本文针对这一天线设计问题,提出了两种天线设计方案,即数据驱动的代理模型与基于电磁计算的结构设计。代理模型方法能够通过拟合原模型,大大降低原模型运算成本。对于天线设计工作,通过参数化天线结构中重要尺寸量的方式构建代
开关磁阻电机具有结构简单、成本低廉、启动转矩大等优点,但也存在转矩脉动大的缺点.直接转矩控制用于开关磁阻电机虽能降低转矩脉动,但在换相期间存在转矩失控现象.为了避免这种失控现象的发生,需对开关磁阻电机的直接转矩控制进行优化.提出将立方型转矩分配函数与直接转矩控制相结合,其中转矩分配函数以合成瞬时转矩恒定为目标,利用其分配各相在不同位置的期望转矩,通过转矩滞环控制使合成瞬时转矩跟踪由速度闭环控制器输出的指令转矩,以实现均衡换相,从而抑制转矩脉动;并对传统的直接转矩控制6扇区进行细分,通过增加过渡电压矢量对开
随着中国经济与移动物联网的蓬勃发展,基于智能硬件的车联网进入了黄金发展时期。作为车联网的细分领域,物流车联网平台致力于解决物流行业的全方位问题,从货物的装配运输到卸货完成,从司机的加油加气到车辆行驶的安全管理,物联网贯穿了物流货运行业的整个业务线。物流行业的卡车司机在日常的运输工作中,会存在很多驾驶安全问题。X车联网安防平台通过对车机端智能设备的报警事件进行整合、计算,从而发现司机风险,并加以解决
针对传统类型生物滞留设施氮、磷去除效果不佳且不稳定的问题,对装填改良材料的传统生物滞留柱性能展开了研究.构建了4个生物滞留柱(Z1、Z2、Z3、Z4),Z1为对照生物滞留柱,其余3个柱子分别装有麦饭石、沸石、蛭石填料层,柱内均设置了35 cm的淹没区,对滞留柱出水进行取样分析.结果表明:4个生物滞留柱对TP、COD、氨氮、硝态氮的去除率分别为76.7％～85.6％、87.78％～94.19％、76.7％～87.67％和78％～88％.与Z1相比,Z2、Z3和Z4对不同污染物的去除效果都有提升,其中Z4(蛭