本文關(guān)鍵詞：實驗鉆機(jī)起升系統(tǒng)控制及仿真研究

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【摘要】：石油鉆機(jī)是一組十分復(fù)雜的大型成套設(shè)備,各個系統(tǒng)相互配合共同完成石油鉆井作業(yè),而起升系統(tǒng)更是其重中之重。通過調(diào)研,了解國內(nèi)外石油鉆機(jī)起升系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。由于與傳統(tǒng)機(jī)械鉆機(jī)起升系統(tǒng)和直流電驅(qū)動鉆機(jī)起升系統(tǒng)相比,交流變頻電驅(qū)動鉆機(jī)起升系統(tǒng)有著非常明顯的優(yōu)勢和更好的技術(shù)性能。當(dāng)今石油鉆機(jī)起升系統(tǒng)正在向著交流變頻電驅(qū)動方向發(fā)展,關(guān)于交流變頻電驅(qū)動鉆機(jī)起升系統(tǒng)的控制方法也在快速的成熟。傳統(tǒng)控制方法需要對控制系統(tǒng)建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型才能獲得良好的控制質(zhì)量,而鉆機(jī)起升系統(tǒng)是一個復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)很難獲得精確的數(shù)學(xué)模型,因此很難獲得良好的控制質(zhì)量。針對這種情況,本文采用基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制器,實現(xiàn)交流變頻驅(qū)動鉆機(jī)起升系統(tǒng)的智能控制。這種控制方法不需要辨識對象的實際參數(shù),只需要在線檢測被控對象的實際輸出和期望輸出即可完成閉環(huán)控制。通過仿真和實驗,可以明顯看出與常用的傳統(tǒng)PID控制相比,神經(jīng)元自適應(yīng)控制器反應(yīng)迅速、振幅較小、穩(wěn)態(tài)誤差小等明顯優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上建立鉆機(jī)虛擬樣機(jī)進(jìn)一步深入研究鉆機(jī)起升系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性。具體工作包括：(1)基于交流電機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型建立電機(jī)模型以及其矢量控制模型；(2)設(shè)計神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案以及算法,建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器模型,并與傳統(tǒng)控制對比說明其優(yōu)越性；(3)利用PLC技術(shù)實現(xiàn)控制所提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略；(4)驗證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制仿真的正確性；(5)建立鉆機(jī)起升系統(tǒng)虛擬樣機(jī)；(6)利用聯(lián)合仿真研究進(jìn)一步深入研究鉆機(jī)起升動態(tài)響應(yīng)特性。
【關(guān)鍵詞】：鉆機(jī)起升 PLC 交流變頻 智能控制 仿真
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE922
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 研究背景8
• 1.2 國內(nèi)外石油鉆機(jī)發(fā)展?fàn)顟B(tài)及趨勢8-9
• 1.3 石油鉆機(jī)交流驅(qū)動9-10
• 1.4 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線10-12
• 第2章 實驗鉆機(jī)電機(jī)控制策略研究12-30
• 2.1 交流電機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型12-13
• 2.2 交流電機(jī)模型計算13-18
• 2.3 交流電機(jī)坐標(biāo)變換18-20
• 2.4 交流電機(jī)矢量控制思路20-22
• 2.5 建立電機(jī)控制模型22-29
• 2.5.1 交流電機(jī)矢量控制坐標(biāo)變換22-27
• 2.5.2 電機(jī)本體模型27-28
• 2.5.3 交流電機(jī)矢量控制模型28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 實驗鉆機(jī)RBF_PI D控制器研究30-51
• 3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)30-32
• 3.2 RBF_PID控制器算法設(shè)計32-38
• 3.3 建立控制器仿真模型38-43
• 3.3.1 傳統(tǒng)PID控制器38-41
• 3.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器41-43
• 3.4 控制器仿真結(jié)果分析43-50
• 3.4.1 仿真方案設(shè)計43-44
• 3.4.2 仿真結(jié)果對比與分析44-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 實驗鉆機(jī)RBF_PID控制器PLC系統(tǒng)研究51-79
• 4.1 井架起升系統(tǒng)51-53
• 4.2. 井架起升PLC控制系統(tǒng)53-58
• 4.3 鉆柱起升系統(tǒng)58-60
• 4.4 鉆柱起升PLC硬件組態(tài)及參數(shù)設(shè)置60-67
• 4.5 RBF_PID控制器PLC程序編寫67-68
• 4.6 鉆柱起升PLC控制流程68-73
• 4.6.1 系統(tǒng)初始化69-70
• 4.6.2 電機(jī)參數(shù)設(shè)置70-71
• 4.6.3 起升控制71
• 4.6.4 變頻器控制71-73
• 4.7 交流電機(jī)實驗分析73-78
• 4.8 本章小結(jié)78-79
• 第5章 實驗鉆機(jī)虛擬樣機(jī)79-100
• 5.1 鉆柱起升參數(shù)計算79-82
• 5.2 鏈傳動系統(tǒng)建模82-88
• 5.3 齒輪傳動系統(tǒng)建模88-91
• 5.4 提升系統(tǒng)模型建立91-94
• 5.5 起升系統(tǒng)整體裝配94-95
• 5.6 鏈傳動分析95-99
• 5.7 本章小結(jié)99-100
• 第6章 實驗鉆機(jī)控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真100-108
• 6.1 聯(lián)合仿真100-104
• 6.2 結(jié)果分析104-107
• 6.3 本章小結(jié)107-108
• 第7章 結(jié)論與展望108-110
• 致謝110-111
• 參考文獻(xiàn)111-113
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果113

【相似文獻(xiàn)】

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