基于ANN的ESPCP系统转子转速调控技术研究

分析了潜油螺杆泵采油系统转速的主要影响因素.计算出螺杆泵理论排量并采集其输入端的压力、温度和井口压力、流量作为原始输入,通过二级神经网络,确定螺杆泵转速与其主要影响因素之间的非线性映射关系.基于ANN的转子转速在线调控系统不仅有效地减少衬套的磨损,增加螺杆泵使用寿命,而且能够获得稳定且较高的工作效率,提高了控制的灵活性和准确性.     

多因素耦合态下ESPCP系统输出转速的优化方法

潜油螺杆泵采油(ESPCP)系统的最优输出转速是考虑多种因素交互耦合作用的结果,是典型的非线性优化问题.应用人工神经网络技术,以MATLAB软件为平台,建立了原油粘度、泵端压差以及定转子间过盈量3个因素与输出转速之间的遗传神经网络模型.该模型运用遗传算法优化神经网络的权值和阈值,有效提高了网络的收敛性和预测的准确率.通过数据样本学习与部分现场监测数据相结合进行模拟,研究表明预测数据与实测结果基本吻合,取得了较好的效果.为考虑更多因素时优化ESPCP系统的输出转速提供了新的思路和方法.     

ESPCP电动潜油螺杆泵设计研究

电动潜油螺杆泵结合了潜油电机和螺杆泵特点,克服了地面驱动螺杆泵抽油杆偏磨、脱杆且不适应于斜井和定向井的弊端,同时又发挥了螺杆泵对高稠油、高含气、高含砂井较强适应性的特点.通过分析ESPCP电动潜油螺杆泵的性能特点,详细阐述了配套设计方案,简要分析了螺杆泵轴向力和扭矩的计算方法,以及低速六极电机的研制情况,重点介绍了减速器的设计,最后通过型式试验并分析试验数据得出了结论.     

基于改进BP神经网络的螺杆泵转速预置模型研究

在螺杆泵的采油过程中,因受到多方面因素的影响,而不能对转子的转速进行准确、实时的调整,为了解决这一问题,提出了一种基于改进BP神经网络的螺杆泵转速预置模型。首先,利用基于L-M算法的BP神经网络方法,预测了螺杆泵当前条件下的最优转速;然后,将所预测的螺杆泵最优转速传递给转速调整模块;最后,通过PID控制调节电机转速,构成了转速预置模型,该模型可以根据实时测得的原油温度、原油黏度、泵端压差、容积效率等数据来预置该条件下螺杆泵的最优转速。仿真实验结果表明:该模型对螺杆泵各工况下的最优转速预测平均相对误差为0.96%。研究结果表明:该模型对螺杆泵转速实时预置具有较好的效果,可为潜油螺杆泵采油系统中转速的实时调整打下基础,有利于提高螺杆泵的使用效率和经济使用寿命。     

涡轮增压器转子系统的临界转速研究

以某型号的涡轮增压器转子系统为研究对象,通过对转子系统的模态分析,研究了旋转预应力和陀螺效应对高速旋转转子系统固有特性的影响。根据仅考虑预应力条件下计算的固有频率和同时考虑预应力与陀螺效应影响所计算的固有频率,分别绘制出两种不同工况下的Campbell图,由此求得转子系统的临界转速。     

基于转速的磁轴承柔性转子系统模糊控制策略研究

建立了五自由度磁悬浮轴承柔性转子试验系统,利用Matlab工具箱对比分析了不完全微分PID和模糊自调整PID控制策略对系统动态性能的影响,设计制作了基于TMS320F28335 DSP的数字控制器硬件电路,在模糊自调整PID控制策略的基础上引入转速量,在不同转速区段采用不同的模糊自调整因子,以满足转子在各转速区段对支承特性的不同要求,编写了相应的软件,完成了系统的高速旋转试验。仿真和试验结果均表明,采用基于转速的模糊自调整控制策略,可以改善磁悬浮轴承柔性转子系统的动态性能。     

基于ANSYS软件的转子系统临界转速及模态分析

利用有限元软件ANSYS对转子结构进行了模态分析,得到了系统的固有频率和振型,避免工作转速达到临界转速产生共振现象。最后通过临界转速和振型图分析了转予的特性。该分析方法为转子临界速度的计算提供了比较完善的方法。     

基于ANSYS软件的转子系统临界转速及模态分析

利用有限元软件ANSYS对转子结构进行模态分析,得到了系统的固有频率和振型,从而避免工作转速达到临界转速产生共振现象.通过临界转速和振型图分析了转子的特性.该分析方法为转子临界速度的计算提供了比较完善的方法.     

基于有限元法的转子临界转速计算

在转子系统临界转速计算中,有限元法能够确保模型的完整性和分析的准确性,可以进行复杂转子系统的临界转速计算,针对各维有限元模型计算精度和计算速度的问题,分析了一维、二维、三维有限元模型的优缺点,明确了在不同设计和分析阶段各维模型的选用原则,以满足临界转速计算的需要,并以涡轮泵临界转速的计算进行了验证。结果表明,二维模型在一般情况下兼具一维和三维模型的优点,计算速度快,求解精确;对转子系统的临界转速计算有着较大的参考价值。     

转速对转子振动频率的影响

本文研究转速对转子振动频率的影响。首先对SOLID WORKS有限元软件进行模态分析的可靠性结果进行验证,然后计算了27种不同转速下前10阶转子振动频率,并分析其变化规律,提出使用SOLIDWORKS有限元法求解实际工程上临界转速的新方法。研究结果表明,随着转速增加,转子的振动频率将相应增加,且其增加具有非线性;随着转速的变化,转子的高阶次振动频率将发生组合和分离,其临界点发生在临界线（＂振动频率=转速对应频率＂直线）上;利用有限元法和临界线,求解实际工程临界转速的新方法比其他方法的准确性更高。     

ESPCP系统推力球在原油态下摩擦磨损性能研究

利用SRV摩擦磨损试验机模拟了潜油螺杆泵采油系统（ESPCP系统）推力球在原油为润滑介质时的摩擦磨损性能,通过不同热处理的GCr15钢球与GCr15钢盘的摩擦磨损性能研究,考察了等离子渗氮GCr15钢代替淬火GCr15钢的可行性;利用X射线散射（XRD）对等离子渗氮GCr15钢表面进行成分分析,考察了以原油为润滑介质时,钢盘的摩擦磨损性能。结果表明,GCr15钢等离子渗氮后在提高表面硬度的同时,其抗磨性能大幅度提高。通过扫描电子显微镜（SEM）和X光电子能谱仪（XPS）对磨斑表面形貌和表面成分进行了分析,表明等离子渗氮层具有更好的抗磨、减摩性能和更高的承载能力。     

潜油螺杆泵采油系统数字化设计

潜油螺杆泵采油技术与其它人工举升技术相比具有一系列不可比拟的优点,随着该项技术应用面的扩展,传统的设计方法已经不能适应。本文以完井数据为依据,将方案制定、优化设计、可靠性设计、图形生成、预装配等功能模块合成一个完整的数字化设计系统。文中具体介绍了模块化组成、数据接口、数据流程,并给出设计实例。     

单跨度转子柔性碰摩振动特性研究

本文给出了单跨度转子柔性碰摩数学模型并建立起柔性碰摩实验,利用实验对比了转子在无碰摩和有柔性碰摩下的动力学特性。通过实验分析发现在有无柔性碰摩下存在着许多不同的振动特性。发现了柔性碰摩除了提高转子的临界转速外,还能有效降低转子通过临界转速时的振动幅值;有效地抑制油膜涡动的形成和油膜振荡的发生,同时出现了较为明显的高频振动现象。     

基于神经网络的速度规划研究

提出一种基于Hopfield神经网络的优化方法,以实现快速成形系统的速度规划,由此提高系统在允许轮廓误差范围内的加工效率,该方法对应的目标函数既包括表征加工效率的目标项,又考虑到系统的多个约束因素,如最大速度、最大加速度、最大加速度增量,以及允许轮廓误差,对Hop-field神经网络的基本稳定性进行了分析,给出了该方法的数字仿真结果。     

基于旋转变压器的直升机旋翼转速信号变换器设计

为克服传统旋翼转速变换器硬件结构复杂、功能扩展困难和低转速采集灵敏度低和精度差的缺点,采用旋转变压器替代原磁感应器件作为转速传感器,以AD2S1210旋转变压器数字变换器和STM32F103处理器为核心,设计实现一种新型的转速信号变换器。经验证,设计满足了系统指标要求,方便功能扩展,系统精度及可靠性得到提高,具有较高的工程应用参考价值。     

基于混合优化算法的直升机旋翼转速优化控制

为了实现直升机巡航飞行时最经济运行,基于某型常规布局直升机,建立巡航阶段需用功率目标函数,以飞行稳定性与操纵安全性指标作为约束条件,利用遗传 序列二次规划( GA-SQP )混合优化算法,对直升机巡航阶段实现最低需用功率的最优旋翼转速进行优化求解。实验结果表明,该方法得到的最优旋翼转速能够有效降低整机需用功率,优化算法得出的最优转速曲线对巡航状态下旋翼转速的变化方向具有一定参考意义。     

判别非线性滑动轴承转子系统临界转速新方法

介绍了对数衰减法在非线性滑动轴承转子系统中判别临界转速的计算原理和所存在不足之处。指出了对数衰减法的适用范围：稳定性临界曲线的量纲一偏心率在0.2～0.6之间。提出了一种可通过MATLAB编程实现并依据轴心轨迹图形来判断临界转速的新方法,并将其与对数衰减法进行了对比。结果表明：图形法判断的临界转速是正确的,并且弥补了对数衰减法的不足。     

刚性高速转子的设计理论与方法

本文针对刚性转子在高转速工况时所具有的特殊问题，建立在转子动力学、陀螺力学等基本理论基础上，提出了使工程实际中应用的刚性转子适应高转速的有效措施和结构设计准则。