基于时间序列模型的超声信号滤波算法研究.pdf

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1、第28卷第3期传感技术学报Vo1．28No．3CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMar．20152015年3月TheStudyonUltrasonicSignalFilteringAlgorithmBasedontheTimeSeriesModelZHANGPeng，FANFuling，YANGYi，CHANGJing(SchoolofElectricandInformationEngineer，ZhongyuanUniversityofTechnology，Zhengzhou450007

2、，China)Abstract：AimingattheshortcomingsofthecomplexityandthepoorresultsoftheexistingfilteringalgorithmintheoilwellUltrasoniclevelmeasurementsystem．anewmethodbasedontimeseriesmodelsandtheInnovation—BasedAdaptiveKalmanFilteriSproposed．TheARMAmodelofthedynamicoilwellU

3、hrasoniclevelmeasurementsystemisestablishedbasedonthetimeseriesmode1．TheInnovation—BasedAdaptiveKalmanFilteriSstudiedanddesignedalso．UsingtheonlineeliminaterandomnoiseerrorcharacteristicsoftheKalmanFilterandthecharacteristicsoftheARIMAmodelcanMakestheoptimizationof

4、thesystemfeaturesstate．Themethodhasbeenusedintheproducingoilfield．Theactua1test，thismethodhashighaccuracy，realtimeandefficient．AndthemeasurementerroriSsmal1．whichcanmeetthepracticalengineeringapplications．Keywords：ultrasonicwave；timeseries；ARMA；ARIMA；innovation—bas

5、edadaptiveKalmanfilter．EEACC：2555：7220doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2015．03．017基于时间序列模型的超声信号滤波算法研究冰张朋，范福玲，杨益，常静(中原工学院电子信息学院，郑州450007)摘要：针对超声波测量油井液面深度系统中，现有降噪滤波算法复杂，效果差的缺点，提出了基于时间序列模型和新息卡尔曼滤波相结合的新方法。利用时间序列分析法对动液面测量系统建立ARMA模型；基于卡尔曼滤波实时在线消除随机噪声的特性，设计了新息自适应卡尔曼滤波算法，并结合AR

6、IMA模型以消除模型误差，实现了基于时间序列系统模型对系统特征状态的最优估计目的。该新型滤波方法已经在油田现场测试和运用，测试结果表明，算法实时、高效，滤波效果好，精度高，能满足实际工程应用。关键词：超声波；时间序列；ARMA；ARIMA；新息白适应卡尔曼滤波中图分类号：TM727文献标识码：A文章编号：1004-1699(2015)03-0396-05为解决利用超声进行油井动液面测量¨时因1时间序列分析的理论与方法噪声干扰出现测不到、测不准液面深度的问题，确保实时、准确、全面的掌握油田现场油井动液面参数，1．1时间序列建模

7、方法’达到测试数据可供不同的部门应用的目的。本文采时间序列分析方法是指采用参数模型对观测到用声波法测距原理计算油井液面深度，利用时间序的有序随机数据进行分析和处理的现代统计方法。列分析方法，对每口油井油套环空中的声波序时间序列建模的内容包括数据的采集、数据的统计列建立数学模型，运用新息卡尔曼滤波消除模型误分析(平稳性检验及相关函数分析)与预处理、模型差J，可大幅提高测量的精度。并成功在油井动形式的选取、模型阶次的确定、模型系数的估计、适液面测量中成功使用。用性检验等。其中模型阶次的确定、模型系数的估项目来源：河南省教育厅科学

8、技术研究重点项目(12B510037，13B510296)；河南省科技厅科技攻关计划项目(142102210579)；郑州市科技局普通科技攻关计划项目(141PPTGG363)收稿日期：2014—10—28修改日期：2014-12—03传感技术学报398WWW．chinatransduce