本文關鍵詞：半潛鉆井平臺吊機的軌跡規(guī)劃與控制仿真　出處：《西安石油大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 吊機 軌跡規(guī)劃 多目標煙花算法 滑模控制 神經(jīng)網(wǎng)絡

【摘要】：半潛平臺吊機是鉆井自動化處理系統(tǒng)中的重要組成部分。吊機方面的研究目前有待繼續(xù)推進,而且多是對機構(gòu)和零件的分析,軌跡規(guī)劃方面的研究較少。本論文將機器人動力學應用于吊機,并做了以下研究:首先,參考相關文獻對吊機進行運動學和動力學建模。在此基礎上,先對后兩臂同時動作的情況做了三段3-5-3多項式插值的軌跡規(guī)劃,利用加權(quán)系數(shù)法將時間和能耗整合到一個目標函數(shù)中,應用遺傳算法對該優(yōu)化問題求解。之后,用5次B樣條對吊機關節(jié)空間關鍵點進行插值,比較了多項式插值和B樣條插值之間的差異。以插值曲線與實際軌跡的誤差和花費的計算時間為評價標準,選取了合理的插值點數(shù)。對吊機建立了基于時間和能耗的多目標優(yōu)化問題,并應用新穎的多目標煙花算法。先對煙花算法的兩個重要參數(shù)對尋優(yōu)效率的影響做了研究,得出了最好的參數(shù)組合。之后,對該優(yōu)化問題進行尋優(yōu)計算,經(jīng)計算得到了較為理想的運動軌跡。其次,對滑�？刂坪椭髁鞯腜ID控制進行了對比,將滑�？刂坡蕬糜诘鯔C的控制中�？紤]到吊機建模過程中的近似,用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡逼近吊機系統(tǒng)中的非線性部分,并用模糊滑模切換項代替固定值的切換項,用以消除系統(tǒng)中存在的抖振,仿真的結(jié)果表明所設計的控制率是合理且有效的。最后,考慮到半潛平臺工作的地點是海況復雜的海面,文中將此種情況下的模型做了簡化,將平臺視為一個帶有有阻尼和彈簧的平動關節(jié),吊機依舊是三個轉(zhuǎn)動關節(jié),據(jù)此建立動力學模型。對在海浪影響下的吊機的動力學響應做了仿真,研究了不同幅值和周期的海浪對工具端跟蹤誤差的影響。
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE951

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