在隨鉆測量技術(shù)的泥漿脈沖傳輸技術(shù)中,連續(xù)波泥漿脈沖器是可以實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)那把丶夹g(shù)裝置,驅(qū)動(dòng)其核心部件轉(zhuǎn)閥運(yùn)動(dòng)的永磁同步電機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）的動(dòng)態(tài)性能對井下信息傳輸質(zhì)量有著重要影響,其中轉(zhuǎn)閥運(yùn)動(dòng)時(shí)受到井下時(shí)變水力轉(zhuǎn)矩的影響,會(huì)降低脈沖器電機(jī)的運(yùn)行性能。為此本文在魯棒性較好的滑�？刂频幕A(chǔ)上提出了一種不增加任何額外參數(shù)的改進(jìn)型趨近律,并據(jù)此設(shè)計(jì)出速度環(huán)控制器應(yīng)用于脈沖器電機(jī)矢量控制中,仿真結(jié)果表明該改進(jìn)型趨近律不僅可以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,還有效地削弱了滑�？刂乒逃械亩墩瘛Ｔ诿}沖器電機(jī)矢量控制的軟件開發(fā)中采用了基于模型的設(shè)計(jì)（Model Based Development,MBD）方法。利用Matlab/Simulink的Real-Time Workshop（RTW）工具箱、DMC庫與C2000支持包建立了PMSM的半實(shí)物仿真模型,其中包括中斷模型、SCI通信模型、控制器模型、坐標(biāo)變換模型、SVPWM算法模型、電流測量模型和轉(zhuǎn)子速度與位置測量模型,再利用Matlab自動(dòng)代碼生成技術(shù)產(chǎn)生控制軟件代碼。在實(shí)驗(yàn)室搭建以TMS... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

隨鉆測量工作流程圖

第一章緒論3流反應(yīng)，形成鉆井液連續(xù)壓力脈沖，葉片連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，形成連續(xù)的正弦壓力波，將井下測量信息調(diào)制在鉆井液脈沖信號上，通過鉆柱上傳，由地面設(shè)備檢測脈沖信號，經(jīng)譯碼分析了解井下實(shí)時(shí)工況。但連續(xù)波脈沖技術(shù)的缺點(diǎn)是信號相對較弱，受噪聲干擾影響大，對信號處理系統(tǒng)要求較高。如圖1-2所示為連續(xù)波泥漿脈沖器工作原理示意圖。圖1-2連續(xù)波泥漿脈沖器工作原理示意圖因此，PMSM的運(yùn)行性能直接決定了鉆井液連續(xù)壓力脈沖的質(zhì)量與傳輸速率，從而影響到井下信息的調(diào)制與傳輸。然而脈沖器電機(jī)在井下運(yùn)行時(shí)，時(shí)刻會(huì)受到水力轉(zhuǎn)矩以及溫度等變化的影響降低運(yùn)行性能，難以達(dá)到2FSK機(jī)械調(diào)制時(shí)對于電機(jī)轉(zhuǎn)速切換性能的需求，導(dǎo)致信息傳輸速率降低。因此，本課題通過對脈沖器電機(jī)控制系統(tǒng)控制策略研究及控制軟件進(jìn)行開發(fā)，使得轉(zhuǎn)閥驅(qū)動(dòng)電機(jī)能在泥漿變阻力矩作用下，具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)運(yùn)行性能，從信源的角度，提高信號質(zhì)量，進(jìn)而解決隨鉆信息泥漿脈沖高速傳輸問題。對連續(xù)波泥漿脈沖器樣機(jī)的研制和研究自主知識產(chǎn)權(quán)的MWD高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備提供參考，對打破國外技術(shù)壟斷有著重要意義。1.2連續(xù)波泥漿脈沖器的國內(nèi)外現(xiàn)狀1.2.1連續(xù)波泥漿脈沖器的國外現(xiàn)狀早在1960年就有專家提出連續(xù)波信號傳輸技術(shù)，但目前只有國外的Schlumberger、BakerHughes等公司已經(jīng)掌握了連續(xù)波泥漿脈沖技術(shù)，制作出了相關(guān)的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，并且制定了相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Schlumberger公司主要是對連續(xù)旋轉(zhuǎn)閥式的泥漿脈沖器進(jìn)行研究，BakerHughes公司則是對振蕩剪切閥式的泥漿脈沖器進(jìn)行研究，另外Halliburton公司也是對于連續(xù)旋轉(zhuǎn)閥的研究，但技術(shù)方面相對較不成熟。因此Schlumberger和BakerHughes公司占據(jù)了連續(xù)波泥漿脈沖器的絕大部分市常Schlumberger公司對Mobil公司研制的儀器進(jìn)一步?

西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文10第二章永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及矢量控制從第一章的分析得出，永磁同步電機(jī)的運(yùn)行性能直接決定了連續(xù)波泥漿脈沖器的工作性能，因此選取一個(gè)簡單有效的控制就顯得尤為重要。在眾多控制方法中，矢量控制由于其思想簡單，控制效果優(yōu)異而被廣泛采用[55]，因此本文選取矢量控制作為泥漿脈沖器電機(jī)的基本控制策略。2.1永磁同步電機(jī)的坐標(biāo)系與坐標(biāo)變換永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)方程是在三相靜止坐標(biāo)系（ABC）、兩相靜止坐標(biāo)系（αβ）和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（dq）中建立的，如圖2-1所示，圖中的θ為A(α)軸與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸d軸的夾角。圖2-1基本坐標(biāo)系其中，兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系以及兩相靜止坐標(biāo)系可以將永磁同步電機(jī)的三相交流信號轉(zhuǎn)換為兩相直流信號，達(dá)到矢量控制中將永磁同步電機(jī)像直流電機(jī)一樣控制的目的。而三相交流信號與兩相直流信號之間轉(zhuǎn)換的過程就被稱為坐標(biāo)變換，根據(jù)幅值不變的條件可以得到以下坐標(biāo)變換的數(shù)學(xué)表達(dá)式。（1）Clark變換由圖2-1可以得到如式（2-1）所示的坐標(biāo)變換公式。TCBAssTfffffTf2/30（2-1）其中f代表電機(jī)的電壓、電流或者磁鏈等變量；ssT2/3為坐標(biāo)變換矩陣，可表示為式（2-2）所示。2222222323021211322/3ssT（2-2）同理，Clark逆變換的變換矩陣為式（2-3）所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)變指數(shù)趨近律控制[J]. 苗敬利,周重霞,鄭大偉.  電氣傳動(dòng). 2019(11)
[2]基于磁場定向控制理論的無刷直流電機(jī)控制[J]. 張新榮,林蓮,張東升,張軍,王赫乾.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2019(11)
[3]基于模糊滑模的機(jī)械臂魯棒軌跡跟蹤控制[J]. 魯彩麗,高宏力,宋興國,王兆光.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2019(11)
[4]一種改進(jìn)的PMSM滑模變結(jié)構(gòu)控制策略研究[J]. 張海剛,胡添添,王步來,萬衡,徐兵,張東民.  電氣傳動(dòng). 2019(10)
[5]一類欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制[J]. 于濤,趙偉,楊昆.  控制工程. 2019(10)
[6]基于VSG并網(wǎng)逆變器的模糊滑�？刂撇呗匝芯縖J]. 魏久林,王奔,段瑞林,陳亞菲,張清明,張爽.  電工技術(shù). 2019(15)
[7]一種改進(jìn)的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制方法[J]. 董紹江,胡宇,王艷,姜保軍,蔡巍巍,江松秦,張瀟汀.  北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[8]基于新型趨近律的永磁超環(huán)面電動(dòng)機(jī)滑模控制[J]. 劉欣,張林.  微特電機(jī). 2019(05)
[9]永磁同步電機(jī)滑模調(diào)速系統(tǒng)新型趨近律控制[J]. 馬暢,冷建偉.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2019(04)
[10]一種新型變指數(shù)冪次趨近律的設(shè)計(jì)與分析[J]. 田野,蔡遠(yuǎn)利.  中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(02)

碩士論文
[1]高速泥漿脈沖信號噪聲消除方法研究[D]. 黎藝泉.電子科技大學(xué) 2019
[2]連續(xù)波泥漿脈沖器控制電路的設(shè)計(jì)[D]. 劉磊.西安石油大學(xué) 2018
[3]基于滑模觀測器的永磁同步電機(jī)矢量控制的研究[D]. 張華.河北工程大學(xué) 2018
[4]MWD泥漿脈沖編譯碼技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李彩鳳.電子科技大學(xué) 2018
[5]連續(xù)波泥漿脈沖器轉(zhuǎn)閥驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制程序開發(fā)[D]. 高景景.西安石油大學(xué) 2017
[6]剪切閥式連續(xù)波信號發(fā)生器電機(jī)控制系統(tǒng)的研制[D]. 陳雷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[7]連續(xù)波泥漿脈沖器的驅(qū)動(dòng)電機(jī)變阻力矩控制策略的研究[D]. 石文龍.西安石油大學(xué) 2016
[8]連續(xù)波脈沖器的控制算法與信號處理方法研究[D]. 李建偉.中國石油大學(xué)(華東) 2016
[9]連續(xù)波脈沖器數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究[D]. 劉新欣.中國石油大學(xué)(華東) 2014
[10]振蕩剪切閥式連續(xù)波信號發(fā)生器的研制[D]. 李明濤.中國石油大學(xué)（華東） 2013



本文編號：2961321