豐富的海洋石油資源吸引了全球各個(gè)國家去探索發(fā)掘,而確保海洋作業(yè)安全高效進(jìn)行是海洋石油事業(yè)發(fā)展的必備條件。升沉補(bǔ)償裝置作為其主要裝置之一,由于其應(yīng)用的重要性和廣泛性,近年來得到了較快發(fā)展。但我國海上作業(yè)使用的升沉補(bǔ)償系統(tǒng)仍然主要靠國外進(jìn)口,不僅技術(shù)受制于人,還價(jià)格昂貴,費(fèi)時(shí)誤工。因此,為了提升我國海洋工程的開發(fā)能力、維護(hù)我國海洋權(quán)益,研制具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的升沉補(bǔ)償裝置迫在眉睫。升沉補(bǔ)償裝置作為海洋鉆井平臺必備的輔助設(shè)備,其性能的優(yōu)劣直接決定鉆進(jìn)質(zhì)量的好壞和施工安全。本文以基于恒張力原理的絞車主動補(bǔ)償裝置作為升沉補(bǔ)償設(shè)計(jì)方案,圍繞提高升沉補(bǔ)償效果這一核心目標(biāo),展開了對絞車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制理論模型建立、上位機(jī)軟件編寫及伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試等方面的研究工作。（1）針對海洋鉆井平臺升沉補(bǔ)償裝置查閱了大量文獻(xiàn)和資料,對現(xiàn)有產(chǎn)品的原理、結(jié)構(gòu)和動力形式做了歸納總結(jié),指出了各類產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用過程中存在的不足。對我國海洋礦區(qū)的氣候條件進(jìn)行了調(diào)查,并對鉆進(jìn)系統(tǒng)在海浪作用下的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行了分析。最后以上述調(diào)查分析為依據(jù)提出了基于恒張力原理的絞車主動升沉補(bǔ)償器的整體設(shè)計(jì)方案,并確定了升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的參數(shù)。（2）現(xiàn)... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
作者簡介
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    §1.1 研究背景、目的及意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 研究課題的目的
        1.1.3 研究課題的意義
    §1.2 升沉補(bǔ)償系統(tǒng)綜述
        1.2.1 升沉補(bǔ)償系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理
        1.2.2 升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的動力形式
    §1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    §1.4 總結(jié)
    §1.5 論文主要研究內(nèi)容
第二章 恒張力絞車升沉補(bǔ)償系統(tǒng)方案及性能指標(biāo)
    §2.1 海洋礦區(qū)地理環(huán)境
    §2.2 鉆井平臺在海浪作用下的運(yùn)動分析
    §2.3 大鉤運(yùn)動分析
    §2.4 系統(tǒng)方案及設(shè)計(jì)指標(biāo)
    §2.5 本章小結(jié)
第三章 恒張力絞車模型的設(shè)計(jì)
    §3.1 基于相似原理的絞車模型參數(shù)確定
    §3.2 絞車模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    §3.3 鋼絲繩的選擇
    §3.4 卷筒的設(shè)計(jì)
        3.4.1 卷筒直徑和長度
        3.4.2 卷筒壁厚設(shè)計(jì)
        3.4.3 卷筒強(qiáng)度計(jì)算及檢驗(yàn)
        3.4.4 卷筒的動力學(xué)參數(shù)
    §3.5 電機(jī)的選擇
    §3.6 行星齒輪減速器的選擇
    §3.7 電磁離合器的選擇
    §3.8 電磁粉末制動器的選擇
    §3.9 絞車傳動部分設(shè)計(jì)計(jì)算
    §3.10 絞車三維模型和實(shí)驗(yàn)樣機(jī)
    §3.11 本章小結(jié)
第四章 升沉補(bǔ)償系統(tǒng)伺服控制研究
    §4.1 伺服控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立
        4.1.1 伺服電機(jī)和驅(qū)動器的數(shù)學(xué)模型
        4.1.2 減速器數(shù)學(xué)模型
        4.1.3 張力控制數(shù)學(xué)模型
    §4.2 PID控制設(shè)計(jì)
        4.2.1 PID控制原理
        4.2.2 數(shù)字PID控制算法
        4.2.3 PID控制仿真分析
    §4.3 參數(shù)自整定模糊PID控制器設(shè)計(jì)
        4.3.1 模糊控制概念
        4.3.2 模糊自適應(yīng)PID控制基本原理
        4.3.3 精確量與模糊量之間的轉(zhuǎn)換
        4.3.4 隸屬函數(shù)的確定
        4.3.5 PID參數(shù)整定原則和控制規(guī)則表的建立
        4.3.6 模糊自適應(yīng)整定PID仿真分析
    §4.4 本章小結(jié)
第五章 基于LabVIEW的絞車升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    §5.1 基于LabVIEW的模糊控制器設(shè)計(jì)
        5.1.1 輸出、輸入語言變量的定義
        5.1.2 模糊規(guī)則庫的創(chuàng)建
        5.1.3 制定解模糊判決
        5.1.4 非線性控制面繪制
    §5.2 模糊PID控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
        5.2.1 PID控制程序設(shè)計(jì)
        5.2.2 模糊控制器程序設(shè)計(jì)
        5.2.3 張力控制模塊程序
        5.2.4 電機(jī)轉(zhuǎn)速控制程序設(shè)計(jì)
        5.2.5 上位機(jī)界面設(shè)計(jì)
    §5.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    §5.4 系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)與分析
    §5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    §6.1 本文的工作總結(jié)
    §6.2 對今后工作的展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：2991512