基于滑模观测器的连续波泥浆脉冲器抗扰复合控制策略

来源 :西安石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pan07631014
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在钻井技术不断发展的过程中,需要从井下上传至地面的信息逐渐增多,因此对信息传输方式的成本和传输速度的要求越来越高。连续波泥浆脉冲传输方式因传输速度是传统正脉冲方式的10倍以上,且经济可靠,而成为了井下信息泥浆脉冲远传系统的最新技术。永磁同步电机因体积小且易维护而被选为连续波泥浆脉冲器的驱动电机,其驱动脉冲器转阀旋转而产生传输井下信息的泥浆压力脉冲载波的同时,受到钻井液变阻力矩的影响而导致动态性能下降,进而影响信息传输的质量和距离。改善电机控制性能是从源的角度提高信息传输质量的关键。
  电机运行过程中会受到钻井液变阻力矩的作用,而变阻力矩的大小又受流量、转阀开度等多种因素影响,且缺乏对其进行直接测量的手段。为了解决这个问题,提出基于滑模观测器的复合控制策略,来提高电机的动态性能。首先在传统趋近律的基础上提出了一种改进变指数趋近律,此趋近律相比传统趋近律没有增加新的参数,却达到了减小抖振和提高电机动态性能的目的,并从理论上证明了它的可行性。然后基于改进变指数趋近律设计了速度环滑模控制器,实现了对永磁同步电机(PMSM)的滑模控制,利用Matlab/Simulink中不同控制器的仿真对比,证明了基于改进变指数趋近律的滑模控制器的优异性;其次为了进一步提高电机的抗扰性能,利用改进变指数趋近律设计了滑模扰动观测器,通过对Matlab/Simulink中拟合的水力转矩曲线的跟踪对比,证明了观测器的优异性;将本文所设计的观测器和控制器进行结合,利用观测器对包括钻井液变阻力矩在内的扰动进行观测和估计,然后按比例前馈补偿至电流环的输入端,实现对驱动电机的复合控制,仿真结果表明本文设计的基于滑模扰动观测器的连续波泥浆脉冲器抗扰复合控制策略可以有效提高驱动电机动态响应速度以及增强其抗扰性。
  利用连续波泥浆脉冲远传平台模拟井下信息传输,对2FSK信息的调制和解调进行了仿真建模;对比了PI控制和本文复合控制这两种不同的控制方式下连续波泥浆脉冲远传系统信息传输情况,结果证明了提高电机控制性能确实有利于提高信息传输质量。
  
其他文献
我国水产养殖业快速发展的同时,相关的病原微生物防控任务也日益加剧。本研究针对病原微生物检测过程中存在的困难以及市场需求,选取桃拉病毒(Taura syndrome virus,TSV)和嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)为研究对象,对桃拉病毒的完整基因组进行生物信息学分析,并根据保守序列设计引物,建立了一种快速检测TSV桃拉病毒的环介导等温扩增(Loop-mediated i
学位
H2S是一种重要的气体信号分子,在动物,包括人体中发挥着重要的生理功能。H2S在真核生物中的作用研究比较多,而在微生物中发挥的功能研究相对较少。迄今为止,关于H2S在细菌中发挥的信号调控功能研究多与硫代谢相关,如调控因子CstR,FisR以及SqrR。但是在细菌中H2S是否参与其它生理功能的调控还有待探究。  目前关于H2S与硫烷硫信号分子存在争议,越来越多的证据指明H2S是以硫烷硫的形式参与重要
UV-B辐射增强与大气污染物SO增加已成为严重的环境问题.该文用NaHSO溶液模拟SO熏气实验,以豌豆叶片为材料研究了这两种环境因子单独或共同作用下植物的生理生化响应.结果表明这两种因子无论是单独作用还是共同作用,都使豌豆叶片光合作用下降,质膜透性增加,MDA含量增加,叶绿素含量下降,而且两种因子共同作用比单一因子的作用对植物的伤害为重.说明UV-B和SO之间对植物的伤害有增效作用.以光合作用变化
学位
应用PCR技术从芝田硫化叶菌(Sulfolous shibatae)中分离出从淀粉合成海藻糖相关的两种酶的基因-麦芽寡糖基海藻糖合酶(maltoologosyl trehalose synthase,MTSase)基因及麦芽寡糖基海藻糖海藻糖基水解酶(maltooligosyl trehalose trehalohydrolase,MTHase)(也称新型α-淀粉酶)基因,同时将两个基因
学位
水稻S基因座位在控制水稻育性性状中起关键作用.为了更加有利于加快S旁侧区图位基因克隆的进度,工作人员使用了一种新型的图位克隆双元载体-TAC((Transformation-competent Artificial Chromosome)对S旁侧区两个不同的候选大片段进行了克隆.选择合适的酶切位点对这两个外源大片段进行了克隆.为了能使载体更加适合于在水稻中高效表达,工作人员初步对水稻中的一个多
学位
无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)由于其高可靠性、高功率密度与近似直流电机的调速特性而迅速得到了广泛的应用。然而,常用在BLDCM中的方波控制由于其控制策略及绕组呈感性的原因,产生了严重的转矩脉动,限制了BLDCM的应用场合。本文从抑制BLDCM的转矩脉动出发,对BLDCM控制策略进行深入分析,研究一种采用双模式驱动的BLDCM控制系统。首先,本文从电机本体出发,对B
随着工业4.0时代的来临,大量电力设备被应用到工业制造和生产领域,这给电网带来了巨大的无功功率冲击和高频的谐波电流,严重影响了电网的正常运行,降低了用户的用电质量,补偿无功和抑制谐波成为了电能质量控制领域亟需解决的两个问题。静止无功发生器(SVG)作为新一代的无功补偿装置,由于其良好的动态性能、灵活的补偿方式以及较小的体积和成本等优点成为国内外学者研究的热点课题,并逐渐向多电平、多重化方向发展。本
IGBT的驱动保护电路作为电力电子功率主电路与控制电路的桥梁,其性能直接影响IGBT的工作状态。在高频大容量工作环境中,IGBT在关断时,集-射极两端将感应出过电压,如果不加以限制,甚至可能超过其最大能够承受的集-射极电压,将IGBT直接击穿;如果在发生短路或过载时,未能及时发现故障,电流将持续增加,会对其造成不可逆转的热击穿。因此研究IGBT的驱动保护电路具有重大意义。本文详细分析了IGBT的结
在修井作业过程中,需对起出的油管刺洗干净后进行逐一检查,将不合格油管进行更换,在此过程中,现场人员通过“四步法”对油管进行检查:1、通过肉眼确认油管端头偏磨、腐蚀等情况决定对不合格油管是否进行更换;2、先确定偏磨抽油杆,通过计算找出对应位置的油管进行更换;3、查询井身数据,对狗腿度大于3°/30m的位置对应的油管进行更换;4、查询历史修井记录,对频繁偏磨位置对应的油管进行更换。但在修井作业过程中,
学位
分层开采技术是当前世界各国提高油田开采效率的重要技术手段之一,而井下智能阀门是分层开采技术的重要工具,井下智能阀门的供电方式一般是使用电池供电,然而由于电池容量有限,在电池能量消耗至一定电量时,需要将井下智能阀门暂停工作并起出地面进行电池的更换。选用无线电能传输的方式为井下智能阀门供电,不仅可以避免电池的更换,而且还可以保障井下智能阀门的作业连续性,提高油田的开采效率。因此,本文以井下智能阀门的无
学位