基于SAPSO-FNN的电动式加载系统控制研究

针对电动式加载系统中减速器带来的非线性等问题,提出了一种基于模拟退火的粒子群算法来优化模糊神经网络PID控制器初始参数的设计方法。该方法采用基于Mamdani模型的模糊神经网络,通过在线BP学习算法对PID控制器参数进行自整定,并结合基于模拟退火的粒子群算法离线调整模糊神经网络初始值。通过仿真与实验,将所设计算法与增量式PID控制器、粒子群-模糊神经网络PID控制器进行对比,证明了所设计的控制器具有良好的稳定性、有效性和快速性。     

基于变结构与PID控制的盘刹ABS仿真

为了提高修井机液压盘式刹车操纵稳定性,减少对起升系统的冲击载荷,在液压盘式刹车系统中引入ABS控制模式,设计了滑模变结构控制与实时参数整定PID控制相结合的控制方法。利用机械系统动力学仿真软件ADAMS和控制系统仿真软件Simulink构建机电联合仿真模型,并对制动控制系统进行机电联合仿真。仿真结果表明,当系统实施ABS控制策略时,可以降低制动系统的角加速度,从而降低起升系统在制动过程中的动载荷,减小对井架等机械结构的冲击。     

盘式刹车钻压优化自动送钻微机控制系统的设计与研制

阐述了盘式刹车钻压优化自动送钻微机控制系统的设计思想和研制方法,给出了系统的软硬件设计方法。该系统不但可以适应盘式刹车钻压优化自动送钻的控制,而且还可适应盘式刹车恒钻压自动送钻的控制。试验表明,该系统达到了预期的设计目的,并取得了良好的效果。     

钻机盘式刹车自动送钻微机控制方法的研究

提出一种模型参考自适应控制方法,它已被运用到石油钻机盘式刹车自动送钻微机控制系统的设计与研制中,其计算机仿真试验表明效果良好。采用这种方法可以解决ＰＩＤ调节器参数难以确定的困难。这不仅对促进石油钻机盘式刹车自动送钻微机控制系统的实用化具有重要意义,而且对其他微机控制系统也具有一定的参考价值。     

油缸直驱式钻机模型自动送钻研究

为加快国内油缸直驱式钻机的研发进程,利用三维造型软件按比例设计了一套油缸直驱式钻机模型及其液压系统,并采用模糊PID控制技术对自动送钻控制系统进行了设计和仿真研究,取得了良好的控制效果,可以满足自动送钻的使用要求。     

混沌粒子群优化算法在PID参数整定中的应用

针对传统PID参数整定方法和智能PID参数整定方法存在的不足,将粒子群优化算法与混沌理论相结合,提出了基于Logistic映射的混沌粒子群优化算法,并将该算法应用于PID参数的优化整定。结果表明:该算法能够获得良好的整定效果和收敛特性,从而验证了该算法的可行性和优越性。     

基于粒子群优化的连续发酵过程PID控制

发酵过程通常具有较强的非线性,传统的PID控制器难以获得满意的控制效果。提出采用粒子群优化算法整定PID控制器的参数。结合过程机理,将整个连续发酵过程分解为三个子区间,并优化获得每一个子过程的PSO-PID控制器。仿真结果表明,通过PSO子过程优化的PSO-PID控制器性能优于普通的PID。     

电驱动测井绞车电缆张力模糊控制方法研究

电驱动测井绞车采用独立设置张力传感器进行张力反馈的全闭环自动控制系统。建立并分析了电缆张力控制系统动态性能的数学模型,设计模糊逻辑算法对电缆张力PID控制器参数进行自适应整定,解决绞车在电缆缠绕过程中张力控制的多变量时变问题。在Simulink中建立张力控制系统模型,仿真结果表明:模糊PID控制算法在性能上要优于常规PID控制算法,响应性更快、稳定性更好、精确性更高,满足测井车电缆恒张力控制要求。控制算法以PLC语言的形式写入S7-1200型PLC,为电缆张力的智能控制系统工程应用奠定基础。     

基于迭代步进值递减的果蝇优化算法在PID整定中的应用

果蝇优化算法在计算精度和运算速度上比传统方法有着显著的提高,在解空间上可以快速高效地得到全局最优解,但也极易陷入局部最优。为了获得自动电压调节器(AVR)控制系统的最佳PID参数,对果蝇优化算法进行改进,提出了一种迭代步进值递减的果蝇优化算法。使用改进的算法对AVR系统PID参数进行在线整定,仿真结果表明:改进的果蝇优化算法比原算法在PID控制器中获得了更好的控制性能,改进算法具有一定的实用价值。     

JC-15D直驱绞车的研制及应用

研制的JC-15D绞车主要由绞车架、滚筒轴、320 kW电动机、液压盘式刹车、电气控制系统和润滑系统等组成。该绞车采用主电动机直接驱动滚筒轴,整个变速过程完全由主电动机交流变频控制系统操作实现,具有提升和下放钻具、取心和处理事故等功能;主电机还可实现恒钻速或恒钻压自动送钻,主刹车采用主电动机能耗制动,辅助刹车采用液压盘式刹车。试验情况表明,在井架上段的起升和下放及正常钻井过程中绞车运行平稳,润滑充分,密封及连接可靠;主电动机连续调速、能耗制动减速及零速悬停功能良好,主电动机恒钻压(恒钻速)自动送钻速度和扭矩能满足钻井工艺要求;滚筒缠绳整齐有序;液压辅助刹车灵敏可靠。截止到2011年7月5日,JC-15D绞车已无故障累计运行700 h。     

盘式刹车自动送钻技术

９９６年石油大学（北京）研制的ＰＺＳ—１型盘式刹车自动送钻装置,是恒钻压自动送钻装置,采用ＰＩＤ调节器控制,控制性能良好,但无法直接设置钻压,无法实现手动与自动操作间的无扰切换,可操作性、可靠性和安全性较差。据此,又研制了盘式刹车微机控制自动送钻装置,其特点是用微机代替了ＰＩＤ调节器,并增设了速度负反馈回路,钻压调节、安全监控、无扰切换由微机控制,解决了现场确定ＰＩＤ系数难的问题,自动送钻过程平稳,可防止溜钻和井斜。提出了盘式刹车钻压优化自动送钻的观点,其原理与恒钻压送钻装置基本相同,不同之处是预期钻压参考值随一定的条件变化。恒钻压自动送钻是钻压优化自动送钻的特例     

旋转导向钻井工具试验台加载控制系统的研究

为了测试在实际钻井过程中钻井工具的工作性能,研制了旋转导向钻井工具性能测试试验台,并开发了一种加载控制系统,应用于试验台模拟加载装置。该试验台主要用来模拟钻井工具在实际钻井过程中所受的扭矩和轴向力。根据其数学模型分别建立了模拟加载装置的液压缸、磁粉制动器和比例溢流阀的传递函数;运用模糊推理方法使用模糊自适应PID控制器计算出输入和输出之间的关系,进行PID参数的最佳调整;然后应用Matlab软件中Simulink模块将所设计的控制方法与常规PID控制方法的仿真结果比较。分析结果显示:模糊自适应PID控制方法具有更快的响应时间、更强的抗干扰能力;设计的模糊自适应PID控制方法提高了指向式旋转导向钻井工具试验台控制的灵敏度,满足对试验台较高控制精度的要求。所得结论可为旋转导向钻井工具的性能研究提供参考。     

钻机自动送钻模拟实验装置加载系统的研究

为有效地研究钻机自动送钻系统的性能 ,以微机、电液伺服阀、油缸和拉力传感器等 ,构成钻机自动送钻模拟实验装置的加载系统。由于组成加载系统的物理环节不可避免地存在非线性 ,常规的PID控制器误差较大 ,因而采用自组织模糊控制 ,提高了系统的控制性能。实验表明 ,在阶跃信号作用下 ,系统输出稳定 ,最大稳态误差 2 3% ,最大超调 5 5 % ,调整时间 8s ,峰值时间 2 4s ;系统对正弦信号的响应输出稳定 ,调整时间 9s左右 ,稳态误差小于 3%。     

钻机自动送钻系统模糊最优控制

为了便于钻机自动送钻系统模糊最优控制的离线仿真寻优，以实际钻井现场测试的送钻过程数据为依据，建立了三层BP神经网络，拟合钻井送钻过程模型。以系统输入与输出之间的误差平方积分最小为优化目标，以模糊逻辑控制的量化因子、比例因子、修正因子、模糊量隶属函数的类型和模糊量论域的界限等参数为优化变量，以送钻过程神经网络模型为被控系统，进行离线仿真寻优，得出模糊控制器的最优参数，并以这些参数为基础进行自动送钻系统控制实验。研究结果表明，用三层BP神经网络构建送钻系统模型，拟合效果好，收敛快；先离线仿真寻求控制参数的最优值，以此为基础再进行在线控制是可行的；对于钻机自动送钻系统，模糊最优控制比常规模糊控制的控制效果更好。     

XJ250修井机液压盘式刹车液压控制系统仿真分析

以XJ250修井机液压盘式刹车的液压控制系统为研究对象,通过分析液压盘式刹车的液压控制系统结构,建立了基于全局流量与液压缸活塞运动方程的数学模型;构建了液压控制系统的AMESim仿真模型,设置了模型参数及仿真参数。以典型的正弦曲线液压源信号及激励电磁阀信号变化仿真研究工作制动液压控制系统响应性能,以阶跃开关信号突然开启模拟分析紧急制动液压系统响应。得到了工作制动及紧急制动过程中液压控制系统主要阀口处液压动态响应曲线,仿真结果与实际运行情况相符。该仿真分析为修井机液压盘式刹车液压控制系统性能的改进与完善提供了参考。     

海洋用液压转盘马达转速同步控制系统研究

针对海洋用液压转盘中4个马达的转速存在不同步的问题,设计了转盘液压控制系统。运用数学分析的方法,构建了数学模型,并进行了稳定性分析。根据分析结果,设计了自整定模糊PID控制器,采用Matlab/Simulink软件,仿真分析马达同步控制系统。仿真结果表明:在马达同步控制系统中,所设计的控制器控制效果明显,系统稳定性提高明显,动态响应速度得到加快,对于转盘复杂的外负载环境,适应性好,鲁棒性强。     

12000m钻机盘式刹车系统的研制与应用

由于12000m钻机刹车系统的可靠性和安全性尤为重要,所以研制了一种安全可靠、技术先进和适合现场使用的12000m钻机盘式刹车系统。该盘式刹车系统的技术参数根据12000m钻机绞车的主要技术参数确定,还创新性地采用了刹车间隙自动调节机构、刹车片自动回位装置等技术,有效地解决了刹车间隙自动调节问题和刹车片的偏磨问题,提高了刹车系统的安全性。在川科1井的应用表明,该盘式刹车系统运行状况良好,安全可靠。     

电场强化换热系统中的模糊PID控制

针对电场强化换热系统温度控制数学模型难以准确建立的问题,根据系统的动态特性参数,建立了模糊PID规则,并设计了模糊PID控制器。利用MATLAB软件对模糊PID控制系统的仿真表明,模糊PID控制与常规PID控制相比,具有超调量小、过渡时间短、适应性和抗干扰性强等优点。通过温度控制实验进一步验证了模糊PID控制器应用于电场强化换热系统中具有良好的控制温度效果。