自适应模糊控制在石油钻机自动送钻系统的应用研究

摘要

在实际工程中，需控制的工程常常存在着不确定性、非线形、时变、时滞等特性，要建立精确的数学模型往往较为困难。因此作为智能自动化的基础，智能控制应运而生。其中，以模糊数学和模糊逻辑为基础的模糊控制在理论上和应用上较为成熟。该文将自适应模糊控制应用于石油钻机的自动送钻系统，以求获得良好的计算机实时控制效果。 自动送钻实验系统分为模拟加载和自动送钻两个子系统。前者主要是模拟井下工况给大钩安全加载；后者则是实现恒钻压条件下自动送钻。该文研究对象为前者，即将自适应模糊控制策略应用于加载子系统。自适应模糊控制器是在简单模糊控制器的基础上，增加了性能测量、控制量校正和控制规则修正三个功能块，因而在控制器内部引入了一个“软反馈”。通过这个反馈在控制过程中不断地调整和改善控制器的控制性能，以使被控过程的控制效果达到最佳。同时，为了验证自适应模糊控制应用于自动送钻系统的可行性和优越性，该文还用PID控制和常规模糊控制算法进行对比实验。结果表明，自适应模糊控制应用于自动送钻加载系统是可行的，且控制效果最好。该实验为自动送钻控制系统研制更先进、更实用的控制方案奠定了基础，也为油田自动送钻控制的深入研究和广泛应用起到了一些推动作用。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1课题来源及意义

1.2自动送钻装置的国内外现状及发展趋势

1.2.1自动送钻装置的分类

1.2.2自动送钻装置的现状

1.2.3自动送钻装置的发展趋势

1.3本论文的研究内容

第二章自动送钻实验系统分析

2.1自动送钻系统硬件组成和工作原理

2.1.1自动送钻系统硬件组成

2.1.2加载子系统工作原理

2.1.3送钻子系统工作原理

2.2自动送钻系统控制方案分析

2.2.1加载子系统控制方案分析

2.2.2送钻子系统控制方案分析

2.3自动送钻系统主要部件及参数

2.3.1加载子系统的主要组成部件

2.3.2送钻子系统的主要组成部件

第三章智能控制器设计

3.1智能控制概述

3.1.1控制理论的发展

3.1.2智能控制的基本结构

3.1.3智能控制的类型

3.2基本模糊控制器

3.2.1模糊控制的产生

3.2.2模糊控制系统的组成

3.2.3模糊控制的基本原理

3.3自适应模糊控制器

3.3.1自适应模糊控制的产生

3.3.2自适应模糊控制器的结构

3.3.3自适应模糊控制器的原理

第四章自动送钻加载系统的软件开发

4.1软件开发概述

4.2数据的采集、转换处理程序

4.2.1模/数转换程序（Analog/Digital转换程序）

4.2.2数/模转换程序(Digital/Analog转换程序)

4.3加载子系统的控制软件

4.3.1加载子系统的控制流程图

4.3.2加载子系统的控制软件说明

4.3.3加载子系统的控制程序

第五章自动送钻加载实验

5.1加载实验目的

5.2加载实验中几个参数的选择

5.3加载实验步骤

5.4加载实验结果及其分析

第六章结论

致谢

参考文献

附录