隨著我國工業(yè)與經(jīng)濟的飛速發(fā)展,石油需求量大大增加,測井技術(shù)也因此迅速更新迭代。井徑測井是石油測井作業(yè)中必要的測井項目之一,準(zhǔn)確地井徑測量是準(zhǔn)確計算井眼容積的重要手段,穩(wěn)定地推靠控制是正確測井的重要保障。三臂井徑多功能推靠器是一種井徑測量儀器,該種儀器和方位指示儀器協(xié)同工作,能準(zhǔn)確地獲取地層應(yīng)力,有效地輔助說明其他測井解釋成果。本論文著重論述了三臂井徑多功能推靠器控制模塊的控制算法設(shè)計、硬件電路設(shè)計和程序設(shè)計。控制算法的設(shè)計工作分析了推靠器控制系統(tǒng)的時滯系統(tǒng)特性,并建立一階時滯系統(tǒng)Smith預(yù)估補償線性自抗擾控制模型,隨后在不降低控制性能的基礎(chǔ)上提出簡便的參數(shù)整定方法。結(jié)合推靠臂行程控制數(shù)學(xué)模型,在Matlab仿真軟件中設(shè)計仿真模型,驗證該控制模型是否使系統(tǒng)具有更好的動靜態(tài)性能、抗擾能力,并給出一個控制參數(shù)的整定策略。硬件電路設(shè)計和程序設(shè)計分為方案設(shè)計、設(shè)計實現(xiàn)、設(shè)計驗證三個部分。首先結(jié)合井徑測井儀器的整體架構(gòu)和工作流程,分析井徑推靠器控制模塊的設(shè)計需求,設(shè)計控制系統(tǒng)電路模塊,確定井徑推靠器控制模塊工作流程。其次,由三臂井徑多功能推靠器控制模塊的結(jié)構(gòu)與工作流程,確定DSP+FPGA的硬件... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Smith預(yù)估補償控制器

第二章三臂井徑多功能推靠器控制模塊控制算法研究在推靠臂的控制系統(tǒng)的LADRC設(shè)計中，設(shè)計狀態(tài)誤差反饋控制律為線性狀態(tài)誤差反饋控制律，即P控制器形式。對于純積分環(huán)節(jié)采用比例線性控制律即可實現(xiàn)對給定誤差的跟蹤.控制量u為：u=k1(rz1)z2b0(2-14)式中：r為給定的參考輸入值，k1為比例控制器增益，b0為b的估計值一階系統(tǒng)LADRC結(jié)構(gòu)為如圖2-2所示。圖2-2一階系統(tǒng)線性自抗擾控制結(jié)構(gòu)2.3.3時滯系統(tǒng)的一階LADRC-Smith模型參數(shù)設(shè)計從式2-4一階時滯被控對象的傳遞函數(shù)和式2-8其微分形式中可以看出可以看出，進入LESO的輸出量y(t-τ)和控制量u由于時滯的存在而導(dǎo)致在時域上并不匹配，這里引入Smith預(yù)估補償器，Smith預(yù)估補償器能消除純滯后環(huán)節(jié)對控制系統(tǒng)的影響，而且會使控制作用在時間坐標(biāo)上推移了一個時間τ，使得進入LESO的兩個信號為y(t)和u(t)，在時間軸上保持一致。要使Smith預(yù)估補償器的效果最好，其參數(shù)全部匹配被控對象參數(shù)，可得表達式為：Gm(s)=KmTms+1(1eτms)(2-15)根據(jù)設(shè)計得Smith預(yù)估補償器原理結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。圖2-3Smith預(yù)估器實際應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖根據(jù)上面一個小節(jié)的討論，加入Smith預(yù)估補償器后被控輸出y和u在時間11

第二章三臂井徑多功能推靠器控制模塊控制算法研究在推靠臂的控制系統(tǒng)的LADRC設(shè)計中，設(shè)計狀態(tài)誤差反饋控制律為線性狀態(tài)誤差反饋控制律，即P控制器形式。對于純積分環(huán)節(jié)采用比例線性控制律即可實現(xiàn)對給定誤差的跟蹤.控制量u為：u=k1(rz1)z2b0(2-14)式中：r為給定的參考輸入值，k1為比例控制器增益，b0為b的估計值一階系統(tǒng)LADRC結(jié)構(gòu)為如圖2-2所示。圖2-2一階系統(tǒng)線性自抗擾控制結(jié)構(gòu)2.3.3時滯系統(tǒng)的一階LADRC-Smith模型參數(shù)設(shè)計從式2-4一階時滯被控對象的傳遞函數(shù)和式2-8其微分形式中可以看出可以看出，進入LESO的輸出量y(t-τ)和控制量u由于時滯的存在而導(dǎo)致在時域上并不匹配，這里引入Smith預(yù)估補償器，Smith預(yù)估補償器能消除純滯后環(huán)節(jié)對控制系統(tǒng)的影響，而且會使控制作用在時間坐標(biāo)上推移了一個時間τ，使得進入LESO的兩個信號為y(t)和u(t)，在時間軸上保持一致。要使Smith預(yù)估補償器的效果最好，其參數(shù)全部匹配被控對象參數(shù)，可得表達式為：Gm(s)=KmTms+1(1eτms)(2-15)根據(jù)設(shè)計得Smith預(yù)估補償器原理結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。圖2-3Smith預(yù)估器實際應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖根據(jù)上面一個小節(jié)的討論，加入Smith預(yù)估補償器后被控輸出y和u在時間11

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種大時滯過程的控制方法[J]. 魏堯,張珊,尤朋飛.  長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(06)
[2]六臂井徑測井儀推靠器設(shè)計[J]. 王野梁.  科技視界. 2018(23)
[3]一階慣性大時滯系統(tǒng)Smith預(yù)估自抗擾控制[J]. 王永帥,陳增強,孫明瑋,孫青林.  智能系統(tǒng)學(xué)報. 2018(04)
[4]一種用于5700地面系統(tǒng)的新型微球-四臂井徑測井儀設(shè)計[J]. 熊鑫,宜偉.  石油管材與儀器. 2017(03)
[5]石油測井用多功能推靠器設(shè)計[J]. 蔡池淵,陳敬致,劉春雨,王玉玨.  科技資訊. 2016(06)
[6]2228XA巖性密度測井儀傳動系統(tǒng)及推靠臂結(jié)構(gòu)改造[J]. 馬麗婷.  石油管材與儀器. 2016(01)
[7]三臂井徑儀測量誤差研究[J]. 張道奎.  遼寧化工. 2015(05)
[8]過熱汽溫系統(tǒng)的Smith預(yù)估器參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化控制[J]. 劉長良,馬增輝.  模式識別與人工智能. 2015(03)
[9]獨立四臂井徑儀在HH2530測井系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 吳沁軒,蔣瑋,魏孟周,李永生,米哈伊爾,王勇,王浩,譚小兵.  國外測井技術(shù). 2014(03)
[10]帶有色量測噪聲的非線性系統(tǒng)Unscented卡爾曼濾波器[J]. 王小旭,梁彥,潘泉,趙春暉,李漢舟.  自動化學(xué)報. 2012(06)

博士論文
[1]結(jié)構(gòu)振動的時滯反饋控制及其實驗研究[D]. 陳龍祥.上海交通大學(xué) 2009

碩士論文
[1]電法測井儀電驅(qū)動推靠器的設(shè)計研究[D]. 劉旭.中國石油大學(xué)(北京) 2018
[2]微電阻率掃描井壁成像測井儀研制與應(yīng)用[D]. 王志賓.中國石油大學(xué)(華東) 2014



本文編號：3289590