[发明专利]基于改进粒子群算法的不规则管道缺陷的反演方法

权利要求书

1.基于改进粒子群算法的不规则管道缺陷的反演方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：使用传感器采集管道存在缺陷段的漏磁信号，得到多个采样点的磁感应强度，同时建立该段管道的正向物理模型；

步骤2：初始化粒子群，生成j个粒子，分别代表不规则的管道缺陷的形状参数的j个估计值，每个粒子都有对应的位置向量x_i＝[x_i1，x_i2，...，x_im}(i＝1，2，...，j)和速度向量v_i＝[v_i1，v_i2，...，v_im](i＝1，2，...，j)，x_i和v_i均有m个自由度，x_i的每个自由度对应一个分量，该分量代表在该自由度下管道缺陷的形状参数，即该自由度下缺陷深度占管道厚度的百分比；

步骤3：基于改进的惯性权重计算方法计算各个粒子的惯性权重；

步骤4：基于改进的速度更新公式更新粒子速度v_i和位置x_i；

步骤5：将粒子群算法产生的j个估计的缺陷形状参数x_i＝[x_i1，x_i2，...，x_im](i＝1，2，...，j)输入管道的正向物理模型中模拟缺陷产生漏磁信号的过程，得到仿真漏磁信号的磁感应强度B(x_i)；

步骤6：计算仿真漏磁信号与实际测量的漏磁信号之间的磁感应强度差的平方和，作为每个粒子的适应度f(x_i)，并计算群体适应度均值f_aver；

步骤7：确定第t次迭代该粒子群的群体最优经验位置gbest^t和各个粒子的最优经验位置pbest_i^t：

如果t＝1，则直接令pbest_i¹＝f(x_i¹)；如果t＞1，则比较此次迭代的f(x_i^t)和pbest_i^t的大小，若f(x_i^t)＜pbest_i^t，则证明粒子当前位置优于该粒子历史最优位置，这时使pbest_i^t＝f(x_i^t)；当pbest_t＝[pbest₁^t，pbest₂^t，...，pbest_j^t]确定下来后，会从pbest_i^t选择最小的分量作为gbest^t；

步骤8：判断gbest^t对应的适应度函数是否达到目标精度，如果满足则结束，输出最终最接近真实缺陷的形状参数gbest^t，不满足则跳转至步骤9；

步骤9：判断步骤7中最优经验位置gbest^t是否已经连续k次迭代不变，如果是则转至步骤10，如果不是转至执行步骤3至步骤8，重复循环，直至gbest^t达到目标精度，输出最终最接近真实缺陷的形状参数；

步骤10：种群管理，删除粒子群中表现最差的粒子并增加一个位置较好的粒子，转至执行步骤3。