基于uC/OS-Ⅱ的油田注水控制系统设计

介绍了以STM32为核心的地面部分和以ADuC832为核心的井下部分相结合的油田注水控制系统构建方案。通过对井下压力、流量和温度数据进行监测并上传至地面得到预期流量,根据预期流量与预设流量的差值,经过PID算法得出阀门开度信号并下传至井下仪器,进而调节注水流量以实现对油田注水的智能控制。并且将实时操作系统uC/OS—Ⅱ移植到STM32上,通过其任务调度功能实现了系统资源的优化配置。实验证明:该系统稳定、可靠,具有可推广性。     

基于总线技术的井下流量采集传输系统设计

文章介绍了一种井下流量采集传输系统设计和实现方案。针对油田分层注水井需要实时监测每层油层注水量以及压力温度等参数,设计了基于文丘里流量计原理和485总线通信的井下流量采集传输系统,该井下流量采集传输系统实时采集文丘里流量计入口和出口处压力差,根据测量压力差及文丘里管尺寸,通过能量守恒定律--伯努力方程和流动连续性方程计算实时流量,并对时间进行积分计算出总流量,通过485总线实时将流量等参数上传至地面测控计算机,具有参数上传实时性强、流量采集精度高、抗干扰能力强、尺寸小等特点。实验结果表明,井下流量采集传输系统满足注水井流量等参数实时监测的要求。     

分层注水工艺中涡街流量计信号处理方法研究

在一体化分层注水工艺中,每个层段的流量都要精确测量,而其所需的流量计必须能长期置于井下,综合考虑选择涡街流量计作为智能分层注水工艺中的流量检测装置.但涡街流量计易于受到管道震动和流场扰动引起的噪声干扰,且注水管道在注水的过程中更容易产生干扰信号,尤其在小流量处很难分辨出传感器产生的频率信号.本文根据涡街流量计的特点,提出一种以硬件和Mallat算法相结合,处理低频段无法分辨的问题,并进行了试验验证和现场应用.实验结果表明,使用该种方法,能有效的减少噪声干扰,降低了流量计的下限,提高了精度.     

室内暖气智能调节系统

针对现有供暖系统不能根据室内温度变化、用户供暖需求来灵活设置供热方式及供暖时间段而造成能源严重浪费这一问题,设计了一套基于程序控制暖气流量且具有自动、低温、舒适和手动四种工作模式的室内暖气智能调节系统。该系统能够不断采集室内温度,控制微型电动阀开度,调节流入室内管网热流量,实现室内温度与设定温度的调节控制。试验结果表明,该系统能精准地控制室内温度,达到了为用户分时按需供热、节约能源的目的。     

油田联合站注水系统实时监测与控制

为了提高油田联合站的自动化管理水平,确保注水系统的安全性和可靠性,采用ＰＣ－工业控制计算机和ＡＤＡＭ４０００系列及ＡＤＡＭ ５０００系列智能模块,对油田联合站注水系统进行自动化控制,对污水罐液位、注水泵和电机的温度、输出水压力和流量以及润滑油压力和流量进行实时检测与控制。检测与控制信号通过 ＲＳ ４８５总线与工控主机连接,研制完成的多功能管理软件已成功地应用在注水过程的自动控制系统中。     

水钢动力厂鼓风机自动化系统改造

介绍了水钢动力厂高炉鼓风机自动化系统的改造,并详细阐述了该控制系统的设计思想、系统组成、功能特点和应用软件开发,及系统运行情况。体现了三电一体化系统在功能分配上的分级分层次结构,通过改造实现了高炉鼓风流量的自动调节和安全生产。     

基于动态负载均衡的分层式高速网络入侵检测模型

设计了一种新颖的适用于高速网络的分层式动态负载均衡入侵检测系统模型及相应的动态流量均衡算法。该模型采用两级分流结构,由均衡代理与探测器根据均衡算法配合完成流量的动态均衡分配;动态均衡算法通过对数据包的特征域做敞列运算,将其映射到某个探测器的接收区间内．并根据探测器的负载情况调节接收区间的宽度,合理分配各个探测器上的流量。性能分析和实验结果表明,该模型能够充分利用系统的计算资源,具有良好的动态流量均衡性能及高度的可扩展性,在高带宽环境中有较高的效率。     

大容积真空容器的压强和流量远程监控系统

为了精确地控制和调节HT-7托卡马克装置壁处理过程中真空室压强和流量，特构筑了一套硬件上采用研华工控机、板卡及现场智能仪器，软件上基于VC＋＋编程环境的监控系统，通过相应的接口电路设计，该系统很好地实现了真空室压强的负反馈控制和真空室进气流量的远程调节，建立了HT-7大容积真空室充气系统的定量控制平台；该远程监控系统的可靠性和先进性已在2005年春季HT-7壁处理实验中得到验证。     

油田注水站增压泵变频调速技术的研究与应用

油田注水是我国陆上采油的主要措施之一,该技术能有效保持地层压力,实现原油高产、稳产。注水开发中,注水电耗占原油生产总成本的较大比例,因此对注水系统的节能研究和改造具有很重要的现实意义。文章分析了增压泵变频调速控制串接大功率注水泵出口压力和流量技术,介绍了系统节能原理,并应用该技术对大庆采油注水站进行了实验改造,解决了注水泵泵效低、泵管压差大、单耗高等问题,节能效果明显,取得了良好的经济效益。     

废水处理汽提塔监控系统的设计实现

针对废水处理汽提塔的工艺要求,采用“组态王”为监控软件,用可编程序控制器OMRONC200H(PLC)作为下位机的控制(IPC PLC系统)方案。该系统采用单神经元和专家系统相结合的智能PI调节方法实现流量控制,液位采用积分分离智能PI调节方法。集数据采集、通信、设备状态控制和数据管理一体化,实现远程监测控制,取得了良好的经济效益。     

基于控制参数化的注塑工业过程最优反馈控制方法

本文针对一类典型的注塑工业过程系统, 研究了注塑填充过程中产生的熔体流动速度最优跟踪控制问题, 提出了一种基于控制参数化的计算最优反馈控制器设计方法以实现注塑过程中熔融聚合物流动前沿位移的最优跟 踪控制, 进而达到改善注塑零件性能的高效生产目标. 首先, 面向注塑工艺复杂生产过程建立了动态过程系统数学 模型, 提出了注塑机内部熔融聚合物流动前沿位置的动态最优跟踪控制问题; 其次, 设计了一种多级反馈控制律, 通 过控制参数化方法将控制反馈核进行了参数化表示, 将控制器设计问题转化为一序列最优参数决策问题; 然后, 通 过状态灵敏度方程分析方法, 求解出了目标函数及约束条件关于决策变量参数梯度信息的显式表达式, 并基于所提 供的梯度信息结合序列二次规划算法进行了高效优化迭代求解; 最后, 通过实验仿真验证了本文所提出的最优反 馈控制器设计方法的可行性和有效性.     

AVR单片机的天然气发动机电控系统设计

针对车用压缩天然气（CNG）发动机进行电控系统的开发研究。电控单元以AVR系列单片机为核心,采用多片式结构;设计了传感器调理电路和执行器驱动电路;通过控制怠速步进电机以调节旁通空气量,采用PID算法对发动机怠速转速进行闭环控制;采用脉宽调制（PWM）方式控制天然气喷射阀的喷射量;通过控制初级点火线圈的通电时间和断电时刻,实现点火能量和点火正时的主动控制。     

智能化测控系统在分层注汽实验中的应用

设计了一套用于分层注汽实验的智能化测控系统.主要介绍了该系统的结构组成、功能以及技术指标;系统以计算机技术、现代传感器技术、自动控制技术为基础,能够对实验过程中16路模拟信号(包括压力、温度、液位、流量等)、32路开关信号进实时采集监测,能够自动控制各设备的运行状态,实现实验流程的自动切换,能够满足分层注汽、井下工具密封性检测以及热采工具的高温高压性能检测等实验要求;在系统中建立实时数据库和历史数据库,对采集的数据、键人的命令等进行管理和相关分析,提供多方面的数据参考依据;另外,为保证系统运行稳定、可靠,采取了多项提高可靠性的措施,包括选用高可靠性工控机和专门设备,设计备用手动操作器和现场显示单元.     

变论域模糊控制器单元机组SCR烟气脱硝控制研究

SCR烟气脱硝系统的脱硝率由喷氨量来控制,而喷氨流量控制系统控制喷氨量,因此,优化喷氨流量控制系统能有效提高脱硝率;设计了一种基于变论域的模糊控制器来实现喷氨量的优化控制,并采用 MATLAB 仿真软件对此控制方案进行仿真,并与传统的控制方案的结果进行对比分析;结果表明,基于变论域的模糊控制喷氨流量系统相对于传统的PID控制,其超调小,且鲁棒性较强,有效地提高了控制品质。     

并行环境下注塑件智能设计支撑技术研究

注塑件设计是注塑模设计制造的第一步,注塑件设计的优劣以及注塑件产品模型信息的完备与否,对注塑模设计制造的难易以及成形工艺参数的选择都具有十分重要的作用。本文从构造新一代注塑模设计制造系统的出发,探讨注塑件智能设计的支撑技术,提出采用并行工程设计思想,以基于特征的产品建模方法构造注塑件产品模型;结合神经网络和专家系统的特长,构造神经网络与专家系统混合系统;利用特征和知识紧密的关系,实现注塑件以及注塑     

基于WPD-PSO-ESN的城市交通感应信号控制系统设计

传统城市交通感应信号控制系统缺少对交通车流量的预测,导致信号控制效果较差。为此,设计基于WPD-PSO-ESN的城市交通感应信号控制系统。在系统硬件设计中,将?PC作为上位机,?PLC作为下位机。使用S7-226型号PLC控制器连接EM221数字输入模块与EM223组合输入/继电器,移除?I/O终端;选择AT89S51型号采集器,将其接收到的指令向S7-226PLC控制器发送数据信息;安装单环自愈RS-485多机通信接收发送器,自动修复单回路。在软件设计中,设计手动、闪光控制模块子程序流程,实现信号控制系统状态检测。建立WPD-PSO-ESN交通流量预测模型,结合PSO算法优化参数,以交通流量预测结果为依据,分析交叉口的通行能力,确定不同信号相位绿灯时间,设计感应信号控制流程。由实验结果可知,该系统车流量共计为310,与交叉口历史平均交通流量统计结果一致,说明系统信号感应较为精准,对实现实时交通控制具有现实意义。     

Magnetohydrodynamic state estimation with boundary sensors

We present a PDE observer that estimates the velocity, pressure, electric potential and current fields in a magnetohydrodynamic (MHD) channel flow, also known as Hartmann flow. This flow is characterized by an electrically conducting fluid moving between parallel plates in the presence of an externally imposed transverse magnetic field. The system is described by the inductionless MHD equations, a combination of the Navier-Stokes equations and a Poisson equation for the electric potential under the so-called inductionless MHD approximation in a low magnetic Reynolds number regime. We identify physical quantities (measurable on the wall of the channel) that are sufficient to generate convergent estimates of the velocity, pressure, and electric potential field away from the walls. Our observer consists of a copy of the linearized MHD equations, combined with linear injection of output estimation error, with observer gains designed using backstepping. Pressure, skin friction and current measurements from one of the walls are used for output injection. For zero magnetic field or nonconducting fluid, the design reduces to an observer for the Navier-Stokes Poiseuille flow, a benchmark for flow control and turbulence estimation. We show that for the linearized MHD model the estimation error converges to zero in the L² norm. Despite being a subject of practical interest, the problem of observer design for nondiscretized 3-D MHD or Navier-Stokes channel flow has so far been an open problem.     

Nonlinear modelling and control of the flow over aerofoils using CFD simulations

A simulation based approach for nonlinear dynamical modelling and feedback control of the drag to lift ratio for aerofoils is investigated through case studies involving NACA 23012, ag13 and b737a aerofoils. The flow around the aerofoils is studied via numerical solutions of the 2D Navier–Stokes (NS) equations. A standard computational fluid dynamics (CFD) solver is extended to be able to measure desired feedback values and to apply a control input to the flow field. The proposed modelling and control approach is based on first determining the measurement points and injection points on the aerofoil for the control input. Then, to estimate the dynamical model, some input–output data are collected by injecting a chirp input flow to the field and saving the measurement data. Next a Hammerstein–Wiener (HW) type nonlinear dynamical model of the flow field is estimated using system identification. For control design, the nonlinear part of the model is eliminated by means of inverse functions, followed by the application of automated tuning methods to the linear part to obtain the closed-loop system. The results show that the designed feedback control system can reduce the drag to lift ratio considerably as compared to the unactuated case.     

A valveless capillary mixing system using a novel approach for passive flow control

Using capillary-driven forces as a means to pump and actuate fluids is attractive for many applications including portable, lab-on-a-chip diagnostic systems. However, the lack of reliable and easy-to-integrate means of flow control remains a major challenge for implementing more complex bioassays using capillary microfluidics. This paper presents an easy-to-fabricate, valveless capillary system allowing for high-reliability flow control without using traditional capillary stop or trigger valves. Analytical calculations were used to deduce a design criterion for flow control in the valveless system. Furthermore, electrical analogy modeling was used to analyze and optimize the flow characteristics in the valveless system. Silicon-based test structures and capillary mixing systems were fabricated to check the design criterion and benchmark the electrical analogy model, respectively. Experimental results were in good agreement for the analytically derived flow control criterion. Experimental measurements of the liquid–vapor interface position with respect to time agreed well with the electrical analogy modeling results. The flow control scheme developed in the work provides designers with another means to realize complex fluid processing requirements without the need for traditional valve structures.