测速发电机测试牙轮转速的试验研究

石油钻井过程中依靠牙轮钻头的牙齿与地层岩石相互作用来破碎岩石,然而在钻头钻进过程中牙轮的转速瞬时变化率非常大,究其主要原因是牙齿与地层接触时产生的动载荷,其取决于加速度和钻头本身及下部钻柱的质量和转动惯量。为了探明钻头在破岩过程中牙轮转速的变化规律,提出了利用万向联轴器连接直流电机和测速发电机的试验装置来测试钻头破岩时牙轮的转速变化规律,试验表明,测速发电机测试牙轮转速是可行性的。     

随机丢包的无迹卡尔曼滤波估计以及性能分析

在工程应用中,无线网络控制系统多为非线性系统。由于长距离传输和通信网络不可靠等原因,系统传感器的测量值可能在传输过程中丢失,影响精度估计以及系统性能。文中研究一类受相关噪声和传感器测量值丢失影响的非线性离散随机系统的无迹卡尔曼滤波问题。通过引入一个服从伯努利分布且条件概率已知的随机变量来描述随机发生的传感器测量值丢失现象。文中提出了一种对数据进行补偿的算法,并使用标准数值软件对所得结果进行验证。结果表明,经过算法补偿后的滤波能够较好地估计系统,可以减少传感器测量值丢失对滤波器性能的影响,增加估计的准确性。     

水力旋流器结构参数优化研究

水力旋流器主要用于钻井作业过程中清除从地层返出的钻井液携带的岩屑砂粒,本文针对钻井液除砂采用的固液水力旋流器存在的不足,利用Fluent软件对四种不同结构参数的水力旋流器进行优化仿真,研究不同结构参数时旋流器流场中的静压力、切线速度及分离效率的变化规律,研究结果有助于提高旋流器的分离性能。     

注入攻击下的扩展卡尔曼滤波安全检测

信息物理系统是一种开放式的网络化智能信息系统，容易受到安全攻击。注入攻击是一种通信攻击，注入虚假数据会使传感器获得错误量测值，从而导致系统性能变差。针对这一安全问题，文中结合扩展卡尔曼状态估计器，利用基于最小迹原则扩展卡尔曼滤波状态估计的检测方案，对同一场景下的新息序列进行检测，通过假设检验来判断系统状态。MATLAB仿真结果表明，在给定的攻击检测规则下，该检测方案能够有效检测到注入攻击，减少传感器因错误量测值而造成的系统性能损失问题。