随钻测量中工具面角的模拟解算

针对井眼轨迹的测量问题,根据测量仪器的输出信号与钻具姿态信息存在一定的三角函数关系,提出了一种工具面角模拟解算方法.分析了工具面角数字计算方法及其误差,基于模拟函数发生器构造了一种新颖的反正切函数求解电路,可以直接获取工具面角.对不同井斜角和工具面角的情况下进行了试验测试,数据分析表明,该方法可行,并具有较高的精度,可用于快速的姿态参数解算.     

旋转导向钻井工具稳定平台监控系统通信设计

提出采用无线通信方式来解决通信过程中需要多次停机的问题,及时、准确地将井下工具工作情况传输到PC机中,对现场进行监测,并通过组态软件对传输过程进行分析,同时对异常情况及时做出处理,实现对现场运行情况的实时控制。通信采用半双工异步传输的工作方式,通信协议采用Modbus协议。通信试验结果表明,单片机能将现场实时数据通过无线数传模块传输给PC机,并在MCGS制作的人机界面中显示出来,准确无误。     

融合DBSCAN多测点算法的磁方位校正

单测点校正法计算复杂、不稳定、误差较大,无法满足井下地磁方位角的精度要求。基于间接单测点分析法和Brooks多测点分析法,提出一种新方法,通过DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法识别并剔除噪声,采用椭圆校正法校正径向干扰,轴向干扰则由单轴多测点分析法校正。实验证明:改进多测点法不仅可以进一步提高椭圆校正的拟合效果,还能降低噪声对参考点计算值的影响,计算得到的方差曲线收敛性更强、更稳定,校正后方位角误差进一步降低。     

光伏发电系统前级宽输入DC/DC Boost变换器

峰值电流模式DC/DC Boost变换器输入电压范围较宽,适用于两级式光伏发电系统的前级。DC/DC Boost变换器的输入电压较低时,一般采用固定斜坡补偿来保证其稳定运行,低输入电压范围宽时,往往需要过补偿,无法达到设计功率。提出一种动态斜坡补偿的方法,使变换器在较宽输入电压下都能稳定工作且具有较高效率。40 W样机测试结果显示:输入电压在16~24 V的范围内,变换器均能稳定工作。     

新型蓄电池车辆无级调速系统

本文提出了一种新颖的蓄电池车辆无级调速方法，使得供给电机的电流平滑，高次谐波小。由于采用自适应调整方式，输出电压连续可调，容易实现平衡起动和无级调速，是现行控制系统的替代产品。     

临界模式APFC主电路参数设计与仿真

研究电源稳定性能优化问题,有源功率因数校正技术是AC/DC电源变换电路中抑制谐波电流和提高功率的有效途径.因主电路的元件参数及控制系统决定工作性能,根据临界导电模式有源功率因数校正电路的结构与工作原理,进行稳态分析.为提高电路稳定性,提出进行了主电路参数的设计,并在SABER软件建立模型,进行了仿真校验.仿真表明方法是可行的,能抑制电流谐波,提高了功率,为设计提供了有效依据.     

宽输入DC-DC Boost变换器电感参数设计

根据DC-DC Boost变换器的工作原理,给出电流连续模式时电感临界参数的计算表达式。分析负载和开关频率恒定时,临界电感量与占空比的变化关系。重点研究宽范围输入时,电流连续模式下电感量的选取方法。通过仿真进行分析,结果与理论分析一致,验证了电感参数选取的合理性。     

姿态参数的模拟解算电路设计与分析

根据姿态传感器输出与姿态参数之间的三角函数关系,设计了一种基于函数发生器的反三角函数电路,以减小模拟反三角函数解算误差,实现对姿态参数的直接解算。利用离散和连续2种方法对所设计电路进行测试,离散测试分析中采用多点拟合对实验数据进行处理,平均角度误差减小为0.11°,最大角度误差减小为2.87°;连续测试中对输入输出信号时域和频域特征进行了分析,测得输出波形的总谐波失真为8.14%。结果表明:解算方案可行,可用于姿态参数的模拟解算。     

旋转体圆周角位置控制方法

针对旋转导向钻井工具稳定平台的角位置姿态控制系统,分析了角位置系统控制中圆周旋转运动各动 态参数之间的关系和旋转角度控制的特点．介绍了满足这类特殊控制要求的控制算法．提出一种在极坐标系中描述 动态响应曲线的方法,非常适用于旋转角位置控制系统．设计了一个钻井工具稳定平台模糊控制系统,它以角位置 和角速度为输入、以控制电流的增量为输出,不仅可以解决角位置与旋转方向间的关系问题,而且具有比常规控制 方法更好的鲁棒性及抗干扰能力,因此也更适合于钻井工程中的井下工作环境．     

短距离钻杆中声波传输仿真与实验

井下短距离声波通信技术是将近钻头传感器测量的井眼信息传输到随钻测量仪(MWD)的关键。为了探究声波载波信号在短距离钻杆中的传输特性,采用有限元法建立1.28 m长的钻杆模型,对钻杆施加频率为20 Hz,占空比为50%的激振载荷,模拟计算钻杆径向接收点响应和钻杆结构的特征频率,并分析声波在短距离钻杆中的传输特性。结果表明,当钻杆在初始条件下受到激振载荷作用时,钻杆接收点的声波信号整体具有一条呈指数形式衰减的包络曲线,其内部为幅值逐渐衰减的余弦周期信号,并最终稳定在新的平衡位置;当钻杆继续受载荷作用后,声波信号会在之前稳态的基础上继续衰减,最终逐渐衰减并稳定在初始状态,仿真结果及理论分析与实验结果吻合良好,为声波在多钻杆中传输的仿真提供基础模型。