一種基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動(dòng)態(tài)仿真方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于脈沖響應(yīng)模型的輸氣管道動(dòng)態(tài)仿真方法，首先建立管道脈沖響應(yīng)序列模型；然后，獲取管道壓力脈沖響應(yīng)序列，在管道模型中分別階躍改變管道的入口流量和出口流量，觀察管道的壓力變化，將每個(gè)階躍響應(yīng)序列延遲一個(gè)時(shí)刻，用原序列減延遲序列獲得四個(gè)脈沖響應(yīng)序列；然后，進(jìn)行管道壓力脈沖響應(yīng)仿真測(cè)試，包括：壓力階躍響應(yīng)測(cè)試、單輸入壓力響應(yīng)測(cè)試、雙輸入壓力響應(yīng)測(cè)試；最后，選擇初始參考穩(wěn)態(tài)點(diǎn)，根據(jù)管道歷史采樣數(shù)據(jù)，用脈沖響應(yīng)實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)態(tài)仿真，包括單輸入單輸出離散系統(tǒng)的在線動(dòng)態(tài)仿真和雙輸入雙輸出離散系統(tǒng)的在線動(dòng)態(tài)仿真。
【專利說明】一種基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動(dòng)態(tài)仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動(dòng)態(tài)仿真【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動(dòng)態(tài)仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的管道仿真都是基于管道的連續(xù)性方程、運(yùn)動(dòng)方程、能量方程及氣體狀態(tài)方程等機(jī)理模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算，由于機(jī)理模型是一個(gè)多變量偏微分方程組，無法直接求解，需要轉(zhuǎn)化為常微分方程組，并且對(duì)長(zhǎng)輸管道進(jìn)行剖分，在時(shí)間和空間上進(jìn)行離散化，計(jì)算過程需要迭代求解，計(jì)算量大，并且當(dāng)管道初始條件設(shè)置不好時(shí)可能導(dǎo)致計(jì)算發(fā)散。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動(dòng)態(tài)仿真方法，旨在解決利用管道機(jī)理模型計(jì)算量大、易發(fā)散的問題，提高管道動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算速度，實(shí)現(xiàn)管道在線動(dòng)態(tài)仿真。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動(dòng)態(tài)仿真方法包括:
[0005]步驟一、獲取管道壓力脈沖響應(yīng)序列，在管道模型中分別階躍改變管道的入口流量Xi和出口流量X。，觀察管道的壓力變化，將每個(gè)階躍響應(yīng)序列延遲一個(gè)時(shí)刻，用原序列減延遲序列獲得四個(gè)脈沖 響應(yīng)序列；入口壓力單位脈沖響應(yīng)hn (入口流量Xi階躍變化時(shí)的入口壓力變化)和hi()(出口流量X。階躍變化時(shí)的入口壓力變化)，以及出口壓力單位脈沖響應(yīng)k和h。。；
【權(quán)利要求】
1.一種基于脈沖響應(yīng)模型的輸氣管道動(dòng)態(tài)仿真方法，其特征在于，所述的基于脈沖響應(yīng)模型的輸氣管道動(dòng)態(tài)仿真方法包括: 步驟一、獲取管道壓力脈沖響應(yīng)序列，在管道模型中分別階躍改變管道的入口流量Xi和出口流量X。，觀察管道的壓力變化，將每個(gè)階躍響應(yīng)序列延遲一個(gè)時(shí)刻，用原序列減延遲序列獲得四個(gè)脈沖響應(yīng)序列；入口壓力單位脈沖響應(yīng)hn和比。，以及出口壓力單位脈沖響應(yīng)hoi 和 h00 ; 步驟二、建立管道脈沖響應(yīng)序列模型，管道的入口壓力Pi和出口壓力P?？砂聪率接?jì)算:
2.如權(quán)利要求1所述的基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動(dòng)態(tài)仿真方法，其特征在于，步驟三所述的管道壓力脈沖響應(yīng)仿真測(cè)試的具體方法為: 第一步、壓力階躍響應(yīng)測(cè)試，根據(jù)管道離散系統(tǒng)的壓力輸出計(jì)算公式分別計(jì)算壓力對(duì)入口流量、出口流量的階躍響應(yīng)； 第二步、單輸入壓力響應(yīng)測(cè)試，在管道仿真軟件中設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及管道參數(shù)，出口流量不變，獲得管道入口壓力和出口壓力變化；對(duì)輸氣管道入口流量進(jìn)行采樣，根據(jù)獲取的脈沖響應(yīng)序列計(jì)算壓力輸出響應(yīng)；然后，在仿真軟件中對(duì)同一管道模型進(jìn)行管道出口流量對(duì)壓力影響的仿真實(shí)驗(yàn)，入口流量不變，獲取管道入口壓力和出口壓力變化；對(duì)輸氣管道出口流量進(jìn)行采樣，根據(jù)脈沖響應(yīng)序列計(jì)算壓力輸出響應(yīng)； 第三步、雙輸入壓力響應(yīng)測(cè)試，在管道仿真軟件中對(duì)同一管道模型同時(shí)改變?nèi)肟诹髁亢统隹诹髁?，獲取管道入口壓力和出口壓力變化；對(duì)輸氣管道入口、出口流量進(jìn)行采樣，根據(jù)脈沖響應(yīng)分別計(jì)算入口壓力、出口壓力的輸出響應(yīng)，同時(shí)進(jìn)行線性疊加作為系統(tǒng)的輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的基于脈沖響應(yīng)序列的輸氣管道動(dòng)態(tài)仿真方法，其特征在于，步驟四所述的在線動(dòng)態(tài)仿真的具體方法為: 第一步、單輸入單輸出離散系統(tǒng)的在線動(dòng)態(tài)仿真，假設(shè)系統(tǒng)采樣值Xc;(i)，系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)態(tài)的輸入輸出為x(i)、y (i)，指定某一時(shí)刻s的輸入輸出為參考穩(wěn)態(tài),記相對(duì)參考穩(wěn)態(tài)輸入輸出為 X’(i)、y’(i)，則:x， (s) = Ox，(i) = xc (i)-Xs相對(duì)穩(wěn)態(tài)的輸出為:
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK103970029SQ201410202027
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】李立剛, 戴永壽 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)