管道运输由于其便捷性、稳定性的特点在石油运输行业中占据着很大的比重。因为我国能源分布的不均衡性和近几十年来经济发展的需要,管网建设也进入了高速发展的时期。保养问题、材料选择、自然灾害、人为破坏等因素造成我国的管道泄漏事故时有发生,给国家经济和环境造成了巨大的损失和破坏。泄漏时不仅有单泄漏点还有多泄漏点情况,但因为多谢漏点诊断问题的复杂性,其在国内国外的研究还处于初级阶段。因此,研究油气输送管道的多泄漏点诊断技术具有十分重要的现实意义。本文以输油管道为研究对象,给出一种基于无迹卡尔曼滤波器的输油管道多泄漏诊断及定位的方法,并对其进行了改进。通过只在管道两端设置压力和流量传感器的方法,对基于非线性状态观测器的输油管道多泄漏诊断方法进行了探索性的研究,主要工作分为以下几个部分:1.建立输油管道瞬态流动的状态空间模型,分析了各个参数对模型的影响。对管道稳态运行与存在多个泄漏时的工况分别进行了仿真,加入高斯白噪声模拟真实测量值,分析了数值计算的特征。2.根据经典卡尔曼滤波器递推原理,对非线性系统模型应用泰勒展开,使用扩展卡尔曼滤波器算法对管道模型进行状态估计,对管道的多泄漏工况进行诊断及定位。通过对非线性系统的线性化处理可以将卡尔曼递推算法应用于非线性系统。对系统状态量进行扩维,实现了管道泄漏量的计算和泄漏位置的估计。设置非同时泄漏点在不同的位置,由仿真实验验证了该方法在输油管道多泄漏诊断问题上是可行的。3.设计了一种基于无迹卡尔曼滤波器的输油管道多泄漏诊断方法。在上述基于EKF的输油管道泄漏诊断方法中,由于需要计算雅克比矩阵,在对管道模型线性化的过程中会产生截断误差,使模型变得不准确,增大了计算量。无迹卡尔曼滤波算法直接运用管道系统的非线性模型,不需要线性化近似,也不需要计算雅克比矩阵,实现简单,计算精度较高,有效提高了泄漏诊断的及时性。4.设计了一种基于平方根无迹卡尔曼滤波器的输油管道多泄漏诊断方法。在无迹卡尔曼递推算法过程中,有时会出现状态误差协方差矩阵P非正定情况,导致算法运行中断。将平方根卡尔曼滤波的思想和无迹卡尔曼滤波算法结合,在无迹卡尔曼递推算法过程中,直接传递状态误差协方差阵的平方根,有效的保证了协方差矩阵的正定,同时降低了计算量。通过仿真验证,该方法在输油管道多泄漏诊断中有不错的表现,有利于将无迹卡尔曼滤波器应用于实际问题。