一种基于脉冲响应序列的输气管道动态仿真方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于脉冲响应模型的输气管道动态仿真方法，首先建立管道脉冲响应序列模型；然后，获取管道压力脉冲响应序列，在管道模型中分别阶跃改变管道的入口流量和出口流量，观察管道的压力变化，将每个阶跃响应序列延迟一个时刻，用原序列减延迟序列获得四个脉冲响应序列；然后，进行管道压力脉冲响应仿真测试，包括：压力阶跃响应测试、单输入压力响应测试、双输入压力响应测试；最后，选择初始参考稳态点，根据管道历史采样数据，用脉冲响应实现在线动态仿真，包括单输入单输出离散系统的在线动态仿真和双输入双输出离散系统的在线动态仿真。
【专利说明】一种基于脉冲响应序列的输气管道动态仿真方法
【技术领域】
[0001]本发明属于动态仿真【技术领域】，尤其涉及一种基于脉冲响应序列的输气管道动态仿真方法。
【背景技术】
[0002]现有的管道仿真都是基于管道的连续性方程、运动方程、能量方程及气体状态方程等机理模型进行动态仿真计算，由于机理模型是一个多变量偏微分方程组，无法直接求解，需要转化为常微分方程组，并且对长输管道进行剖分，在时间和空间上进行离散化，计算过程需要迭代求解，计算量大，并且当管道初始条件设置不好时可能导致计算发散。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于脉冲响应序列的输气管道动态仿真方法，旨在解决利用管道机理模型计算量大、易发散的问题，提高管道动态仿真计算速度，实现管道在线动态仿真。
[0004]本发明是这样实现的，一种基于脉冲响应序列的输气管道动态仿真方法包括:
[0005]步骤一、获取管道压力脉冲响应序列，在管道模型中分别阶跃改变管道的入口流量Xi和出口流量X。，观察管道的压力变化，将每个阶跃响应序列延迟一个时刻，用原序列减延迟序列获得四个脉冲 响应序列；入口压力单位脉冲响应hn (入口流量Xi阶跃变化时的入口压力变化)和hi()(出口流量X。阶跃变化时的入口压力变化)，以及出口压力单位脉冲响应k和h。。；
【权利要求】
1.一种基于脉冲响应模型的输气管道动态仿真方法，其特征在于，所述的基于脉冲响应模型的输气管道动态仿真方法包括: 步骤一、获取管道压力脉冲响应序列，在管道模型中分别阶跃改变管道的入口流量Xi和出口流量X。，观察管道的压力变化，将每个阶跃响应序列延迟一个时刻，用原序列减延迟序列获得四个脉冲响应序列；入口压力单位脉冲响应hn和比。，以及出口压力单位脉冲响应hoi 和 h00 ; 步骤二、建立管道脉冲响应序列模型，管道的入口压力Pi和出口压力P。可按下式计算:
2.如权利要求1所述的基于脉冲响应序列的输气管道动态仿真方法，其特征在于，步骤三所述的管道压力脉冲响应仿真测试的具体方法为: 第一步、压力阶跃响应测试，根据管道离散系统的压力输出计算公式分别计算压力对入口流量、出口流量的阶跃响应； 第二步、单输入压力响应测试，在管道仿真软件中设计仿真实验，获取实验数据及管道参数，出口流量不变，获得管道入口压力和出口压力变化；对输气管道入口流量进行采样，根据获取的脉冲响应序列计算压力输出响应；然后，在仿真软件中对同一管道模型进行管道出口流量对压力影响的仿真实验，入口流量不变，获取管道入口压力和出口压力变化；对输气管道出口流量进行采样，根据脉冲响应序列计算压力输出响应； 第三步、双输入压力响应测试，在管道仿真软件中对同一管道模型同时改变入口流量和出口流量，获取管道入口压力和出口压力变化；对输气管道入口、出口流量进行采样，根据脉冲响应分别计算入口压力、出口压力的输出响应，同时进行线性叠加作为系统的输出。
3.如权利要求1所述的基于脉冲响应序列的输气管道动态仿真方法，其特征在于，步骤四所述的在线动态仿真的具体方法为: 第一步、单输入单输出离散系统的在线动态仿真，假设系统采样值Xc;(i)，系统相对稳态的输入输出为x(i)、y (i)，指定某一时刻s的输入输出为参考稳态,记相对参考稳态输入输出为 X’(i)、y’(i)，则:x， (s) = Ox，(i) = xc (i)-Xs相对稳态的输出为:
【文档编号】G05B17/02GK103970029SQ201410202027
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】李立刚, 戴永寿 申请人:中国石油大学(华东)