發(fā)布時間：2022-02-25 21:42

　　近年來,隨著國內陸地、沙漠及海上油田的不斷開發(fā),油氣田勘探開發(fā)技術也隨之不斷提高。對鉆機現(xiàn)場的配套裝備也提出了更高的要求:石油鉆機裝備也要實現(xiàn)更自動化、智能化和網絡化。柴油發(fā)電機組的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)在非線性因素或者負載在大范圍內變化的情沉下,可能不能及時做出有效的應對,因此傳統(tǒng)控制在保證系統(tǒng)具有較好的動態(tài)和靜態(tài)性能方面,還需要進一步提高。出于對鉆機動力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及經濟性的考慮,本課題在鉆機柴油發(fā)電機組控制領域應用一種新的控制方法,新的控制方法有簡單、精度高、魯棒性好等優(yōu)點,對維持柴油機的轉速以及同步發(fā)電機的電壓的穩(wěn)定,保證動力系統(tǒng)及其負載的正常穩(wěn)定工作有著極其重要的意義。本文首先對柴油機調速系統(tǒng)和發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的控制原理進行分析,建立柴油發(fā)電機各部分的數(shù)學模型,并且采用模糊PID控制方法設計控制器。在MATLAB/Simulink仿真軟件環(huán)境下建立調速系統(tǒng)模型、勵磁系統(tǒng)模型和綜合控制模型。根據(jù)鉆機的正常鉆進和起下鉆工況,對系統(tǒng)進行突加和驟減負載仿真試驗。試驗結果表明,在鉆機柴油發(fā)電機控制領域,模糊PID的控制效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的PID控制。在調速性能方面,調節(jié)速度快,波動峰值小,... 

【文章來源】：西安石油大學陜西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景與意義
    1.2 鉆機的組成
        1.2.1 石油鉆機的動力模塊
        1.2.2 石油鉆機的鉆井模塊
        1.2.3 石油鉆機的循環(huán)模塊
    1.3 石油鉆機電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展
    1.4 柴油發(fā)電機的發(fā)展概況
        1.4.1 柴油發(fā)電機組調速技術
        1.4.2 柴油發(fā)電機組勵磁技術
    1.5 論文的主要工作與內容
第二章 柴油發(fā)電機組的系統(tǒng)控制策略
    2.1 系統(tǒng)控制策略
    2.2 PID控制算法原理
    2.3 模糊控制的基本原理與結構
    2.4 模糊PID控制器的設計
        2.4.1 模糊PID控制器的原理
        2.4.2 模糊PID控制器的結構
        2.4.3 量化因子的確定和模糊量的精確化
        2.4.4 隸屬度函數(shù)的確定
        2.4.5 模糊規(guī)則的建立
    2.5 本章小結
第三章 柴油機及調速控制系統(tǒng)
    3.1 柴油發(fā)電機組數(shù)學模型的建立
    3.2 調速控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
        3.2.1 柴油機的簡化數(shù)學模型
        3.2.2 柴油機調速器的原理與分類
        3.2.3 柴油機調速器的數(shù)學模型
    3.3 傳統(tǒng)PID與模糊PID控制模型的建立
        3.3.1 傳統(tǒng)PID控制模型的建立
        3.3.2 模糊PID控制模型的建立
        3.3.3 調速系統(tǒng)仿真模型的建立
        3.3.4 調速參數(shù)的設置
    3.4 調速系統(tǒng)仿真及結果分析
        3.4.1 突加靜態(tài)負載
        3.4.2 突減靜態(tài)負載
    3.5 本章小結
第四章 同步發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)
    4.1 同步發(fā)電機簡化數(shù)學模型
        4.1.1 Park變換
        4.1.2 同步發(fā)電機的標幺化處理
        4.1.3 同步發(fā)電機的數(shù)學模型
    4.2 勵磁系統(tǒng)原理
    4.3 勵磁系統(tǒng)各組成部分數(shù)學模型
    4.4 同步發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)仿真模型的建立
        4.4.1 勵磁系統(tǒng)仿真模型的建立
        4.4.2 勵磁系統(tǒng)參數(shù)的設置
    4.5 勵磁系統(tǒng)仿真及結果分析
        4.5.1 突加靜態(tài)負載
        4.5.2 突減靜態(tài)負載
    4.6 本章小結
第五章 柴油發(fā)電機綜合控制系統(tǒng)
    5.1 負載數(shù)學模型
        5.1.1 鉆機的負載特性
        5.1.2 鉆機負載的數(shù)學模型
    5.2 柴油發(fā)電機綜合控制系統(tǒng)
        5.2.1 綜合控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
        5.2.2 綜合控制系統(tǒng)的仿真模型
        5.2.3 綜合控制系統(tǒng)的參數(shù)的確定
    5.3 綜合控制系統(tǒng)仿真及結果分析
    5.4 小結
第六章 柴油發(fā)電機組并聯(lián)控制系統(tǒng)
    6.1 柴油發(fā)電機并聯(lián)運行研究
        6.1.1 并聯(lián)運行條件
        6.1.2 投入并聯(lián)的方法
    6.2 并聯(lián)柴油發(fā)電機組的數(shù)學模型
    6.3 并聯(lián)柴油發(fā)電機組仿真模型的建立
    6.4 柴油發(fā)電機組并聯(lián)仿真結果與分析
    6.5 小結
第七章 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間參加科研情況及獲得的學術成果
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]大型光伏儲能電站與同步發(fā)電機勵磁的非線性協(xié)調控制策略[J]. 劉松,李嘯驄,陳登義.  電力自動化設備. 2020(05)
[2]柴油發(fā)電機組并聯(lián)運行分析與綜合控制的研究[J]. 陳傳勇.  內燃機與配件. 2020(08)
[3]柴油發(fā)電機組并聯(lián)運行典型故障及原因分析[J]. 張翠霞.  中國修船. 2020(01)
[4]納米材料在水基鉆井液中的國外研究現(xiàn)狀及展望[J]. 馬毅超.  精細與專用化學品. 2019(02)
[5]同步發(fā)電機場路耦合模型的參數(shù)化建立方法[J]. 劉智慧,肖士勇,孫曉波,王慶東,李海成.  哈爾濱理工大學學報. 2018(06)
[6]同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)模型參數(shù)離線辨識自動尋優(yōu)方法[J]. 沈小軍,李梧桐,喬冠倫,李福興,蘇磊.  電工技術學報. 2018(18)
[7]船用發(fā)電柴油機調速器的數(shù)學建模和仿真研究[J]. 陳堅.  系統(tǒng)仿真學報. 2018(03)
[8]柴油發(fā)電機組并聯(lián)運行典型故障分析[J]. 張潔.  中國修船. 2018(01)
[9]全液壓車載鉆機給進回路負載特性分析及設計[J]. 常江華,凡東,田宏亮.  煤田地質與勘探. 2017(06)
[10]7000m連續(xù)起下鉆及連續(xù)循環(huán)智能鉆機技術研究[J]. 王定亞,葉強,張強,張志偉,李慧瑩,惠川川.  石油機械. 2017(06)

博士論文
[1]微電網中虛擬同步發(fā)電機并聯(lián)控制技術研究[D]. 溫燁婷.湖南大學 2018

碩士論文
[1]船用發(fā)電柴油機及其控制系統(tǒng)的數(shù)學建模與仿真研究[D]. 于輝.大連海事大學 2019
[2]柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)研究[D]. 李杰群.安徽工程大學 2018
[3]艦船雙電站并聯(lián)運行控制及穩(wěn)定性研究[D]. 王飛虎.江蘇科技大學 2018
[4]交流變頻石油鉆機自動鉆進的模糊PID控制研究[D]. 王煥宇.蘭州理工大學 2018
[5]石油鉆機井架起升過程動態(tài)特性分析[D]. 鄧仁明.西南石油大學 2016
[6]石油鉆機電氣控制系統(tǒng)功能優(yōu)化設計[D]. 周驥.西安建筑科技大學 2014
[7]大慶油田鉆井設備管理系統(tǒng)的設計與開發(fā)[D]. 魏代秀.電子科技大學 2013
[8]應急柴油發(fā)電機組仿真研究[D]. 張淑興.大連理工大學 2009
[9]石油鉆機恒鉆壓自動送鉆系統(tǒng)研究[D]. 崔麗瓊.蘭州理工大學 2007



本文編號：3643936