目前石油鉆井設(shè)備仍然采用異步電機(jī)連接減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)模式,由于減速機(jī)齒輪等機(jī)械原因降低了系統(tǒng)的傳動(dòng)效率,增加了鉆井的成本。而永磁同步電機(jī)與同容量的異步電機(jī)比較,具有更高的功率因數(shù)。本文結(jié)合鉆井設(shè)備低速大扭矩的特性及其對(duì)電機(jī)直驅(qū)的需求,以表貼式永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象,對(duì)其矢量控制系統(tǒng)及內(nèi)�？刂萍夹g(shù)展開研究。針對(duì)永磁同步電機(jī)耦合電勢(shì)的存在使得軸電流控制精度下降,進(jìn)而影響轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的控制性能,引入基于內(nèi)模解耦的永磁同步電機(jī)矢量控制策略,實(shí)現(xiàn)對(duì)d-q軸電流的解耦。仿真分析表明,內(nèi)模解耦控制可以有效的減小d-q軸電流的耦合,提高電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì);內(nèi)模解耦控制提高了轉(zhuǎn)矩控制精度,實(shí)現(xiàn)了高性能的轉(zhuǎn)矩控制。鑒于內(nèi)�？刂浦挥幸粋�(gè)可調(diào)參數(shù)λ,鉆井過程中受到的各種擾動(dòng)制約了控制系統(tǒng)性能的進(jìn)一步提升,影響了內(nèi)�？刂圃阢@井工程中的應(yīng)用。針對(duì)這一問題,設(shè)計(jì)了一種二自由度內(nèi)�？刂破�,其中反饋控制器用來實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)和模型誤差產(chǎn)生的偏差進(jìn)行補(bǔ)償,通過調(diào)節(jié)參數(shù)λ₁來調(diào)節(jié)控制器的抗干擾性;前饋控制器主要完成對(duì)給定信號(hào)的跟蹤,通過調(diào)節(jié)參數(shù)λ₂來調(diào)節(jié)控制器的跟蹤性,從而實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)抗干擾... 

【文章來源】：東北石油大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

石油鉆井系統(tǒng)

第三章 永磁直驅(qū)鉆井電機(jī)內(nèi)模解耦控制的研究根據(jù)鉆井現(xiàn)場(chǎng)工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合被控對(duì)象（永磁同步電機(jī)）的傳遞函數(shù)，選取( )sM 1.2, 2，對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)的幅值裕度為 6.0 2.0 ，相位裕度為 49.2 29.0 。綜上所述，相比于 PID 整定過程，內(nèi)模控制器僅需調(diào)整一個(gè)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)控制器的整定。3.5.2 電流環(huán)耦合情況及內(nèi)模解耦控制仿真分析本節(jié)通過仿真表貼式永磁同步電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下 d-q 軸電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)來觀察永磁同步電機(jī)電流的耦合現(xiàn)象，仿真模型如圖 3.6 所示。電機(jī)參數(shù)按表 3-1 設(shè)置。轉(zhuǎn)速閉環(huán)和電流環(huán)采樣周期以及系統(tǒng)的計(jì)算步長均為1.4s，轉(zhuǎn)速閉環(huán)采用 PI 控制器，參數(shù)設(shè)置spK0.08；siK 153；輸出限幅為 9 A。電流階躍給定為最大值 9A，電流環(huán)參數(shù)選取最為適合的 PI 參數(shù)。

東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文通過上述仿真驗(yàn)證了 PMSM 電流環(huán)內(nèi)模解耦控制的可行性，仿真結(jié)果表明，同等條件下，內(nèi)模控制器可以削弱 d-q 軸電流耦合部分的影響，提高電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)。3.5.3 內(nèi)模解耦控制輸出轉(zhuǎn)矩仿真對(duì)比鉆井過程中各種因素造成的擾動(dòng)，都會(huì)引起電機(jī)電流波動(dòng)，電流產(chǎn)生的波動(dòng)以輸出轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值變化的形式反映出來。電流環(huán)解耦控制可使得電機(jī) d-q 軸電流解耦動(dòng)態(tài)性能更好，其最終目的是控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，故除了關(guān)注電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，還應(yīng)對(duì)電機(jī)的解耦前后的動(dòng)態(tài)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行仿真分析。圖 3.10 表示電機(jī)以初始轉(zhuǎn)速為零空載啟動(dòng)，在 0.2s，0.6s，1.0s 時(shí)刻的初始轉(zhuǎn)速為 0r min，40 ，80r min時(shí) PMSM 內(nèi)模解耦前后轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)的仿真對(duì)比波形。

【參考文獻(xiàn)】：
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