基于DSP的直线电机抽油机控制系统研究

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本文以永磁同步直线电机为动力设备设计了直线电机抽油机智能控制系统,省去了传统游梁式抽油机中间传动装置,提高了系统的效率,改善了游梁式抽油机耗能大这一大缺点。并利用实验室提供的“CSpace直线电机平台”为基础,实现了直线电机在线的控制系统的验证工作。  本文在阐述直线电机抽油机优点和直线电机工作原理的基础之上,分析了抽油机悬点运动的规律以及油泵运动的四种方式,并提出了直线电机选型的新方法。建立了永磁同步直线电机的矢量仿真模型,并验证了该模型的有效性和可用性;提出积分分离的PID控制算法,并在CSpace直线电机实验平台上以位置跟随实验验证了该算法的有效性。  直线电机抽油机系统包括直线电机伺服控制系统和抽油机优化控制系统。其中伺服控制系统采用了以TMS3320F2812DSP为核心的直线电机SVPWM变频调速系统,并完成了电机位置检测、电流检测、功率驱动等硬件设计和SVPWM的软件实现。除此之外,采用了位置-速度-电流三闭环控制,设计了模糊自适应PI位置控制器和积分分离的PID速度控制器,伺服控制系统既提高了系统的动态性能,又改善了系统的静态性能。抽油机优化控制系统是以ARM为核心,主要完成抽油机示功图的显示和改变冲程频率的智能抽汲功能,做到了空抽和间抽的预防。  本文的创新点:1)提出了直线电机选型的新的方法,避免了使用传统方法引起的“大马拉小车”的现象。2)本文改进了传统系统的结构,将逆变器和驱动封装在一起,改善了因为系统的移动和外界的扰动而给系统带来的干扰问题。3)本文结合永磁同步直线电机试验平台,在该平台上实现了直线电机控制方法在线验证,直线电机运行平稳,达到预期的目的。
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