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。     

开架式观测型ROV定点悬停控制方法研究

定点悬停能力是水下机器人重要的控制性能之一。水下机器人在水下运动时常受到波浪和海流等影响,使常规运动控制方法存在稳定性差的问题,需要一种抗干扰能力强和适应性好的运动控制方法。针对设计的ROV和工作要求,分别设计了传统PID控制器、模糊控制器和模糊PID控制器,并通过仿真分析对比了在海流和波浪等干扰的条件下各控制器的动态性能。试验结果表明:在定点悬停控制中,PID控制器适应能力差,抗干扰能力弱,对环境变化敏感;模糊控制器在复杂环境中具有良好的响应特性和抗干扰能力,但存在稳态误差,无法实现精准控制;模糊PID综合了两者的优势,既提高了PID控制器的响应速度和抗干扰能力,又弥补了模糊控制存在稳态误差的缺点,但抗干扰性能还是远不及模糊控制器。因此,当控制精度要求不是很高时,建议使用模糊控制器更好,当需要精准控制且控制误差在允许范围内时,建议使用模糊PID控制器。研究成果对水下机器人工程实践指导具有重要意义。     

海上平台移动式制氮装置的设计

目前海洋平台上一般利用氮气瓶供气,施工效率低,流量较小,不满足现场要求,再者国内主要膜制氮设备基于可编程控制器PLC及现场仪表设计,这些设备提高了制氮装置的成本,延长了安装周期。为此,研制了移动式橇装制氮装置。该制氮装置的硬件由空气压缩单元、空气净化处理单元、入膜加热单元及膜分离制氮控制单元组成,装置结构简单,安装调试方便,采用喷油螺杆式空压机,过滤器采用3级过滤,降低了成本。其控制系统主要用于检测信号的输入和控制信号的输出。现场调试结果表明,移动式制氮装置启动20 min后就能得到体积分数高达97%的氮气,装置的稳定性较强。     

膜制氮技术特性及在石油领域的应用

氮气在石油领域主要应用于气体钻井、完井及修井、采油、油气管道输送等。膜制氮作为重要的制氮方式越来越受到重视。通过介绍膜分离制氮的工作原理、技术特点、工艺流程，以及国内外研究现状，指出了国内膜分离制氮技术的差距，认为具有自主知识产权的膜分离制氮工业应用还有待时日，膜分离制氮技术的研发与应用有待进一步加强，以便尽快实现该技术的国产化。     

基于模糊PID的长输管道调节阀压力控制系统研究与仿真

应用自动化技术能够有效减少因调度人员反应不及时、操作不准确等人为因素导致的管道运行风险。目前,我国长输管道系统只有部分调节阀应用了PID控制器进行自动控制但控制效果不佳。针对这一问题,分别从管道PID控制技术的应用、调节阀PID控制器的工作原理和调节阀PID控制器参数整定方法进行研究分析,在此基础上引入模糊PID控制器并尝试应用于长输管道调节阀进行压力调节,通过MATLAB软件Simulink环境下对模糊PID控制和常规PID控制效果进行模拟分析。结果表明：模糊PID控制对抑制长输管道系统压力波动更具优越性。由此提出将先进智能控制方法与PID控制技术相结合进行参数整定,特别是将智能PID调节技术应用于复杂山区液体管道的运行中,作为控制严重水击事故发生的辅助调节手段,可成为今后重要研究方向,为长输管道系统的运行控制提供参考和借鉴。     

基于粒子群算法的自动送钻控制器仿真优化

针对液压盘式刹车自动送钻系统控制过程中影响因素的多样性,控制参数存在时滞、时变、非线性等特点,根据液压盘式刹车自动送钻系统的工作原理,建立数学物理方程并确定目标函数,设计了粒子群算法优化模糊控制器,对 PID 参数进行了整定。为了研究电液伺服阀与液压缸对自动送钻系统液压环节的控制效果,设计了液压调节闭环控制系统,并利用 MATLAB/Simulink仿真软件进行了动态仿真优化。首先使用临界比例度法对PID参数进行了整定,在此基础上,使用模糊控制工具搭建模糊规则对传递函数进行仿真,最后在MATLAB界面,对传递函数进行基于粒子群算法迭代寻优,优化控制系统所需参数。优化结果表明,粒子群优化模糊自适应 PID 控制器与传统的 PID 控制器和模糊自适应 PID 控制器相比,系统的自适应能力显著增强,超调量明显降低,调整时间更短,可以满足自动送钻系统的设计要求,特别适合应用在一种新型的基于井底钻压的自动送钻系统中。     

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。     

油田污水处理系统中PID神经网络控制器的设计及仿真

在油田污水处理系统中，用传统的前馈＋反馈控制系统难以满足工艺提出的要求。为此设计出一种PID神经网络控制器，将神经网络和PID控制规律融为一体，使之既具有常规PID控制器结构简单、参数物理意义明确之优点，同时又具有神经网络自学习、自适应的功能，能满足油田污水处理系统对控制的要求。     

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。     

提高膜制氮系统运行效能的对策

膜制氮系统是LNG接收站氮气供应的主设备,其安全稳定运行直接影响到接收站的稳定运行。对福建LNG接收站膜制氮系统运行中的入口空气质量、压力、温度及产能与质量的关系等进行了分析,提出了提高产能及保证产品质量的措施。