【摘要】：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井穩(wěn)定平臺工作于井下,由于井下工況復(fù)雜多變,不確定性因素較多,而且穩(wěn)定平臺受摩擦扭矩變化的影響也比較大,所以難以獲得穩(wěn)定平臺精確的數(shù)學模型。然而經(jīng)典的控制方法的控制效果不理想,難以滿足系統(tǒng)的要求。為進一步改善穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的控制質(zhì)量,確保鉆井工具以高精度的要求進行導(dǎo)向造斜,本文采用廣義預(yù)測控制理論實現(xiàn)了對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的控制。本文根據(jù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井穩(wěn)定平臺的組成結(jié)構(gòu)和工作原理,得到穩(wěn)定平臺廣義對象的模型,重點研究了上、下盤閥間正反向相對運動時所帶來的不斷變化的脈動力矩,建立了穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)的摩擦模型。論述了廣義預(yù)測控制的基礎(chǔ)算法,通過分析算法給出了控制器參數(shù)選取的原則。利用MATLAB GUI的設(shè)計功能,設(shè)計開發(fā)了穩(wěn)定平臺廣義預(yù)測控制仿真軟件,該軟件具有操作簡便、交互性強和可視化等優(yōu)點,利用該軟件實現(xiàn)了對穩(wěn)定平臺預(yù)測控制的仿真研究。本文在廣義預(yù)測控制基本算法的基礎(chǔ)上,引入了階梯式控制策略,形成了階梯式廣義預(yù)測控制算法,減小了在線求解矩陣計算量,且將算法應(yīng)用到穩(wěn)定平臺的工具面角控制,并與模糊PID控制和一般的模型預(yù)測控制進行對比,仿真結(jié)果表明,階梯式廣義預(yù)測控制器能夠有效抑制摩擦,具有更好的魯棒性,并且具有良好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度,使控制性能得到極大的改善。
【圖文】：

向鉆井系統(tǒng)增強了井眼清潔效果、井眼軌跡控制精度和靈活性，，，并且機械鉆速快起下鉆次數(shù)少，代表了鉆井技術(shù)發(fā)展的最高水統(tǒng)、雙向通訊系統(tǒng)（包括上行通訊系統(tǒng)和下行通訊系統(tǒng)）、井下旋系統(tǒng)等組成[31]，如圖 2-1 所示。

導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)圖
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE928

【參考文獻】

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1 符曉玲;;一種隱式廣義預(yù)測自校正控制算法及仿真研究[J];工業(yè)儀表與自動化裝置;2011年02期

2 霍愛清;賀昱曜;汪躍龍;湯楠;;旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具穩(wěn)定平臺模糊滑�？刂蒲芯縖J];計算機仿真;2010年10期

3 周靜,付鑫生,姜東霞,薦志清;調(diào)制式可控偏心器伺服平臺的滾動穩(wěn)定控制系統(tǒng)仿真[J];控制理論與應(yīng)用;2001年01期

4 袁著祉;崔保民;;新型隨機廣義預(yù)測自校正控制器[J];自動化學報;1992年03期

5 郭健,陳慶偉,吳曉蓓,胡維禮;補償預(yù)測誤差的非線性系統(tǒng)廣義預(yù)測控制[J];南京理工大學學報(自然科學版);2005年02期

6 汪躍龍;張璐;湯楠;霍愛清;程為彬;;旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井慣導(dǎo)平臺動力學分析與運動研究[J];機械工程學報;2012年17期

7 ;A modeling GUI for accelerator physics of the storage ring at SSRF[J];Nuclear Science and Techniques;2009年02期

8 唐志軍;韓來聚;劉新華;;自動化智能化鉆井技術(shù)進展[J];石油地質(zhì)與工程;2009年01期

9 韓來聚,孫銘新,狄勤豐;調(diào)制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)工作原理研究[J];石油機械;2002年03期

10 趙金洲,孫銘新;旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的工作方式分析[J];石油機械;2004年06期

本文編號：2562987