潜油电泵止推轴承试验机智能测控与分析系统研究

摘要

潜油电泵是我国大部分无自喷油井采用的最有效的机械举升设备，从问世至今在石油开采领域都发挥着巨大的作用。随着潜油电泵往大排量方向发展，其中的关键零件-止推轴承的性能好坏起着重要作用，因此发展止推轴承摩擦磨损实验技术成为当务之急。先进的摩擦磨损试验机及摩擦学试验技术对于止推轴承研究的深入开展有着重要意义，随着计算机技术、智能检测技术以及自动化控制技术的日益发展，将其应用于摩擦磨损试验系统已成为摩擦学试验技术研究的重要内容。本文所研究的止推轴承摩擦磨损试验机智能测控分析系统(TITCAS)，正是将这些技术与摩擦磨损试验机有机地结合起来。 文章在分析止推轴承摩擦磨损试验技术的基础上给出了试验机测控系统的总体模型，详细阐述了试验信息的智能化获取、传输和处理以及系统的自动控制，随后介绍了系统软件部分的功能及所采用的技术。整个系统充分利用串口通信技术、速度矢量控制技术、自整定PID控制技术、模糊控制理论及DirectX技术等，并借助VisualBasic6.0编制的测控软件以及相应的硬件设备实现了对摩擦力矩、摩擦系数、载荷、线速度和温度信号的实时采集、分析处理、输出显示以及试验过程的速度、载荷及加热温度的自动调控，可方便的对摩擦磨损试验进程做出实时、量化的评估和测控。该系统软件部分操作界面友好，并借助于多线程技术和高速多媒体接口使系统的稳定性和可靠性得到了保证。另外，测控功能模块化的设计方法和面向对象软件技术的应用，给止推轴承摩擦磨损试验机后续升级带来很大的方便。

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致谢

第一章概论

1.1潜油电泵的简介

1.2摩擦磨损试验技术的国内外研究概述

1.2.1国内研究状况

1.2.2国外研究状况

1.3摩擦磨损实验技术在研究和发展中存在的问题

1.4本课题研究的目的和主要内容

第二章智能测控系统总体设计

2.1引言

2.2系统总体结构

2.3参数信息的转换和传输

2.3.1 RS485串行通讯介绍

2.3.2基于RS485的测控系统网络

2.4测控系统的抗干扰设计

2.4.1硬件抗干扰技术

2.4.2软件抗干扰技术

2.5小结

第三章摩擦力矩和摩擦系数的提取和分析

3.1引言

3.2摩擦力矩的获取

3.3固定瓦轴承摩擦系数的分析

3.4浮动瓦轴承摩擦系数的分析

3.5小结

第四章系统自动控制部分设计

4.1引言

4.2动试样转速的矢量控制

4.2.1矢量控制的基本构想

4.2.2无速度编码器的矢量控制

4.2.3基于SLVC的计算机控制系统

4.3油槽油温的PID控制

4.3.1 PID的控制原理

4.3.2改进的数字PID控制算法

4.3.1 PID参数的自整定技术

4.4模糊化加载控制

4.4.1模糊控制原理

4.4.2模糊控制结构

4.4.3模糊控制器设计

4.5小结

第五章测控系统的软件设计

5.1引言

5.2系统软件的总体框架

5.3软件优化技术

5.3.1 DirectX技术

5.3.2多线程技术

5.3.3其他技术

5.4小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献