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专利号: 2018103717048
申请人: 长江大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种数字滤波方法,其特征在于,包括:S1、每间隔预设时间长度采集油田井口信号;

S2、选取第一时刻及第一时刻之前的一段井口信号,判断所述井口信号的变化趋势;

S3、根据所述井口信号的变化趋势,求取第一时刻的过程噪声协方差和测量噪声协方差;

S4、根据第二时刻的误差协方差、过程噪声协方差,得到增益值,再根据第二时刻的滤波输出值、误差协方差、测量噪声协方差、增益值和第一时刻的井口信号,分别计算得到第一时刻的滤波输出值和误差协方差,其中,所述二时刻在所述第一时刻前且间隔预设时间长度,当所述第二时刻为采集的起始时刻时,所述第二时刻的误差协方差、滤波输出值、噪声协方差、测量噪声协方差均为预设的初始值;

S5、根据所述第一时刻的滤波输出值和误差协方差,计算期望输出值,并根据所述期望输出值,设置数字滤波算法的参数,以进行数字滤波;

所述步骤S3具体为:

当所述井口信号的变化趋势为增加或减少或不变时,设定过程噪声协方差和测量噪声协方差均为初始值;

当所述井口信号的变化趋势为波动时,计算所述第一时刻差分值的绝对值,当所述绝对值大于预设差分上限时,所述过程噪声协方差等于初始值乘以过程噪声协方差第一因子,所述测量噪声协方差等于初始值乘以测量噪声协方差第一因子;若所述绝对值大于预设差分下限且小于所述预设差分上限,所述过程噪声协方差等于初始值乘以过程噪声协方差第二因子,所述测量噪声协方差等于初始值乘以测量噪声协方差第二因子;若所述绝对值小于所述预设差分下限,所述过程噪声协方差和所述测量噪声协方差均等于初始值,其中,所述第一因子和第二因子均为预设的参数值。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2具体为:S21、选取第一时刻及第一时刻之前预设个数的井口信号;

S22、分别计算相邻的所述井口信号的差分;

S23、当所述差分值均大于零,则所述井口信号为递增的变化趋势;当所述差分值均小于零,则所述井口信号为递减的变化趋势;当所述差分值均等于零,则所述井口信号为不变;当所述差分值既存在大于零又存在小于零,则所述井口信号的变化趋势为波动。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S3之前还包括:分别在上位机上输入预设的处理周期、过程噪声协方差、过程噪声协方差因子a、过程噪声协方差因子b、测量噪声协方差、测量噪声协方差因子a、测量噪声协方差b、差分上限、差分下限及系统状态初始值、误差协方差初始值及滤波方式。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4具体为:S41、根据公式 计算得到增益值,其中K表示增益值,P表示所述第二时刻的误差协方差,R表示所述第二时刻的过程噪声协方差;

S42、根据公式X=X_1+K×(D‑X_1),计算得到所述第一时刻的滤波输出值,其中,X表示所述第一时刻的滤波输出值,X_1表示所述第二时刻的滤波输出值,K表示滤波输出值,D表示所述第一时刻的井口信号;

S43、根据公式P=P_1‑K×P_1+Q,计算得到所述第一时刻的误差协方差,其中P表示所述第一时刻的误差协方差,P_1表示所述第二时刻的误差协方差,K表示增益值,Q表示所述第二时刻的测量噪声协方差。

5.一种数字滤波系统,其特征在于,包括:采集模块:用于每间隔预设时间长度采集油田井口信号;

判断模块:用于选取第一时刻及第一时刻之前的一段井口信号,判断所述井口信号的变化趋势;

求取模块:用于根据所述井口信号的变化趋势,求取第一时刻的过程噪声协方差和测量噪声协方差;

计算模块:用于根据第二时刻的误差协方差、过程噪声协方差,得到增益值,再根据第二时刻的滤波输出值、误差协方差、测量噪声协方差、增益值和第一时刻的井口信号,分别计算得到第一时刻的滤波输出值和误差协方差,其中,所述第二时刻在所述第一时刻前且间隔预设时间长度,当所述第二时刻为采集的起始时刻时,所述第二时刻的误差协方差、滤波输出值、噪声协方差、测量噪声协方差均为预设的初始值;

滤波模块:用于根据所述第一时刻的滤波输出值和误差协方差,计算期望输出值,并根据所述期望输出值,设置数字滤波算法的参数,以进行数字滤波;

所述求取模块具体包括:

求取一单元:用于当所述井口信号的变化趋势为增加或减少或不变时,设定过程噪声协方差和测量噪声协方差均为初始值;

求取二单元:用于当所述井口信号的变化趋势为波动时,计算所述第一时刻差分值的绝对值,当所述绝对值大于预设差分上限时,所述过程噪声协方差等于初始值乘以过程噪声协方差第一因子,所述测量噪声协方差等于初始值乘以测量噪声协方差第一因子;若所述绝对值大于预设差分下限且小于所述预设差分上限,所述过程噪声协方差等于初始值乘以过程噪声协方差第二因子,所述测量噪声协方差等于初始值乘以测量噪声协方差第二因子;若所述绝对值小于所述预设差分下限,所述过程噪声协方差和所述测量噪声协方差均等于初始值,其中,所述第一因子和第二因子均为预设的参数值。

6.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述判断模块具体包括:选取单元:用于选取第一时刻及第一时刻之前预设个数的井口信号;

计算单元:用于分别计算相邻的所述井口信号的差分;

判断单元:用于当所述差分值均大于零,则所述井口信号为递增的变化趋势;当所述差分值均小于零,则所述井口信号为递减的变化趋势;当所述差分值均等于零,则所述井口信号为不变;当所述差分值既存在大于零又存在小于零,则所述井口信号的变化趋势为波动。

7.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述求取模块还包括:输入模块:用于分别在上位机上输入预设的处理周期、过程噪声协方差、过程噪声协方差因子a、过程噪声协方差因子b、测量噪声协方差、测量噪声协方差因子a、测量噪声协方差b、差分上限、差分下限及系统状态初始值、误差协方差初始值及滤波方式。

8.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述计算模块具体包括:计算一单元:根据公式 计算得到增益值,其中K表示增益值,P表示所述第二时刻的误差协方差,R表示所述第二时刻的过程噪声协方差;

计算二单元:根据公式X=X_1+K×(D‑X_1),计算得到所述第一时刻的滤波输出值,其中,X表示所述第一时刻的滤波输出值,X_1表示所述第二时刻的滤波输出值,K表示滤波输出值,D表示所述第一时刻的井口信号;

计算三单元:根据公式P=P_1‑K×P_1+Q,计算得到所述第一时刻的误差协方差,其中P表示所述第一时刻的误差协方差,P_1表示所述第二时刻的误差协方差,K表示增益值,Q表示所述第二时刻的测量噪声协方差。