轨迹控制

摘要： 针对机械臂在接触操作物时进行移动时位置会产生偏差,导致两者之间会有作用力,该作用力将会对操作的物体产生破坏。所以先对机械臂采用滑膜控制,去控制机械臂更好的跟随路径。但是由于滑膜控制会产生抖振,所以改变滑膜控制的切换函数,减弱控制系统的抖振。在此基础上考虑机械臂末端位置的偏差,将阻抗控制和改进后的滑膜控制结合,减少滑膜控制中的抖振,控制机械臂末端力的接触力在合适范围之内,同时要让机械臂能够很好的跟踪预定曲线。仿真结果表明,双曲正切为切换函数的滑膜控制,能更好的降低控制器的抖振,而且将改进的滑膜控制和阻抗控制可以更好的控制机械臂末端的压力,同时机械臂末端也能将好的跟踪设定曲线。

摘要： 三维水平井施工中不仅要进行增井斜,而且还要进行扭方位作业,这样在施工中导致摩阻、扭矩都非常大,严重影响施工效率,为此通过软件模拟,将SY1-Q1-H2井设计成双二维水平井。在该井施工中首先进行了井身结构设计,并对双二维轨道进行了优化设计,并根据各个开次不同的施工阶段的特点,详细制定了各个施工阶段的施工措施,保证了该井施工的顺利完成。

摘要： 针对四川威远页岩气威204H14-1井四开地质情况复杂、地质靶区不确定、水平段地层倾角多变、水平段后期岩屑携带困难等一系列钻井施工难点,在仪器优选、钻具组合优化、钻头优选、顺层复合钻技术等方面进行了分析,并结合该井的钻井实践,成功解决了上述钻井难题,保证了井下安全作业,实现了造斜段、水平段“一趟钻”完成施工,对于该区块水平井后续施工具有指导意义。

摘要： 为了提高挖掘机器人电液伺服系统的轨迹精度,首先,建立挖掘机器人电液伺服系统模型;其次,对遗传算法的种群、适应度函数、交叉概率和变异概率进行改进,设计改进遗传算法的PID控制器,在联合仿真平台上进行了仿真研究,用阶跃和斜坡信号评估控制器性能;最后,搭建挖掘机器人轨迹控制实验平台,采用对挖掘机器人精度要求较高的斜坡作业验证控制器性能。结果表明:相比较于传统的PID控制器和经典遗传算法优化的PID控制器,改进遗传算法优化的PID控制器调整时间短,响应快速,实际动作控制时轨迹跟踪误差最小,可用在挖掘机器人实际轨迹控制中。

摘要： 莺歌海盆地B区块高温高压气田采用丛式井开发,表层槽口密集、井眼尺寸大,导致井眼防碰问题突出。该区块主要目的层黄流组的地层最高温度接近190°C,压力系数达到2.0,对井下导向工具的耐高温性能构成考验。同时高温高压条件下的钻井液具有高相对密度、高固相等特点,造成钻进期间不仅摩阻扭矩大而且机械钻速低、轨迹控制困难。为此,针对性采取了表层小井眼扩眼技术,使用耐高温旋转导向钻具配合扭冲提速工具,优化井眼轨迹,采取有效降温措施,形成了适应该区域高温高压气田定向钻井关键技术,现场应用表明:①表层Ø660.4 mm井段利用小井眼扩眼技术,降低了高温高压丛式井表层槽口密集、井眼尺寸大引起的防碰风险;②对目的层使用高温旋转导向钻具配合提速工具,解决了钻进中的“拖压”现象,提高了钻井时效;③优化井眼轨迹、采取有效降温措施,降低了钻进过程中的摩阻扭矩,提升了工具稳定性。结论认为该套相关技术不仅有效降低了表层防碰风险,也同时将该区域高温高压目的层的钻井时效提升至30%以上。

摘要： 长庆区域储气库大井眼定向井因施工过程存在大井眼携砂困难、机械钻速低、轨迹控制难度大、塌漏矛盾突出、钻井液性能维护处理及固井质量要求高等难点,为此,通过分析钻遇地层特性,开展高效提速工具优选配套、大井眼轨迹控制技术、强抑制盐水聚磺钻井液技术等关键技术攻关研究,形成了大井眼定向井钻完井关键技术,并在现场2种井身结构3口定向井实践应用,平均钻井周期51.54 d,平均机械钻速8.43 m/h,钻井过程无井下复杂、故障。实践表明,该技术对为长庆油田鄂尔多斯盆地大井眼定向井安全优质钻井提供了技术支撑。

摘要： 南川地区页岩气长水平段钻进时轨迹需要频繁调整,1.25°螺杆钻具造斜率不满足地质快速追层的要求,钻进时摩阻扭矩大,导致机械钻速低。利用管柱力学理论对底部钻具组合造斜特性和摩阻进行计算分析,螺杆弯角角度、近钻头稳定器尺寸以及钻井参数等为高造斜率和高机械钻速关键因素。优化选用无近钻头稳定器的1.50°大弯角螺杆钻具组合和160~200 kN钻压。大弯角螺杆提速技术在南川某平台5井2615 m水平段进行应用,平均造斜率提高43%,储层钻遇率达到92%,机械钻速达到9.21 m/h。

摘要： 为提高机械手系统运行稳定性与关节角跟踪精度,设计一种基于改进差分进化算法的能量最优轨迹控制方法,并以双关节机械手仿真验证。首先,假设参考轨迹为摆线,以机械手运行能量最低为适应度函数,采用独立PD控制法控制机械手运动并构造Lyapunov函数证明控制律的收敛性;其次,利用混沌映射改进差分进化算法初始种群产生策略及子代重建规则,设计自适应缩放因子与交叉因子,对越界个体采用对称映射法处理,以此提高算法寻求全局最优解能力;最后,运用样条插值法将最优离散轨迹生成连续运行轨迹。MATLAB仿真结果表明,所提算法收敛速度快,优化效果好,系统运行消耗能量少,鲁棒性强。

摘要： 随着老油田的深入开发,运用特殊技术将以往无法钻达的储层打开利用,成为老油田挖潜剩余油的重要途径之一。介绍了为挖潜地面障碍物(大型湖泊、高大建筑物等)下的剩余油,所需的大斜度、大位移井施工技术。但是,该井型存在轨迹控制难度大、造斜率要求高、钻井液携砂返砂难度大、井下安全风险系数高等难点,通过纸上轨迹数据设计、防碰绕障预判、工程措施制定、钻井液性能优化等措施,安全高效完成了SX5056大斜度井的施工。对现场技术方案进行了总结,可以有效指导今后大斜度井的施工。

摘要： 为探索最大程度挖掘三类油层剩余潜力方法,亟需获取能够反映横向渗流特征的水平岩芯。但受油层厚度薄、平面相变快等因素的影响,存在入靶难、易窜层等风险,针对这种问题研制开展了水平井密闭取芯技术研究,研制了5套不同长度的SPMB178-115水平井密闭取芯工具,采用“转盘钻进、螺杆复合钻进、定向滑移钻进”三种钻进方式配合“稳斜、增斜、降斜”钻具组合,实时调整取芯钻进参数、精准预测井底井斜,保证轨迹控制的同时兼顾收获率及密闭率指标。

摘要： 以利用平流层底部准零风层进行区域驻留的平流层浮空器为对象,基于动力学模型研究风场预测模型、驻空策略对平流层浮空器区域驻留能力的影响.基于本征正交分解对长沙地区历史风场数据进行降阶处理,讨论了采用Fourier级数拟合方法的风场预测模型对浮空器区域驻留特征的影响;基于风场预测模型,分析了驻空策略对平流层浮空器区域驻留能力的影响.结果表明,预测风场能够为浮空器区域驻留提供参考价值,浮空器的轨迹控制策略是实现区域驻留的重要条件.

摘要： 新疆风城油田超稠油资源丰富,采用常规的开采方式很难将储层内的油气资源有效开采出来.SAGD水平井技术是开发稠油、超稠油、沥青的一项前沿技术,已成为新疆油田超稠油有效开发和上产的关键技术.SAGD水平井是一组成对水平井,对两个井眼的造斜段、水平段工程质量和轨迹控制要求很高,在Ⅰ井造斜段和水平段应用磁定位技术,能够确保入靶精度及水平段轨迹控制精度,本文针对SAGD水平井轨迹控制过程中的技术难点及磁定位技术在导向控制措施的应用进行分析.

摘要： 顺北油田中短半径水平井目前的轨道设计以单增轨道为主,部分设计为双增轨道,但实钻造斜率与设计造斜率偏差较大,增加了井眼轨迹控制的难度,导致施工中频繁起钻更换不同度数的螺杆钻具,影响钻井进度.本文介绍了一种中短半径水平井轨道设计优化方法,通过优选高、低两段造斜率,设计利于轨迹控制的双增轨道,并以顺北油田一区中短半径水平井为例,优选出适合目标区块的轨道设计.优化的轨道设计可有效降低施工风险、减少施工钻次,并可实现造斜井段与水平井段的平稳过度.

摘要： 辽河油田"121工程"创新设计完井管柱尺寸为95/8"的SAGD双水平井,应用双管注汽、上注下采方式,高效开发杜84稠油油藏.为解决建井过程中松散地层大井眼轨迹控制与完井管串安全下入难题,研制出171/2"井眼大直径高效扩孔工具,采用了液压张开机械锁定结构,并优化了水力和切削结构,提高了工具抗扭强度及扩孔刀翼与砾石层适应能力,针对砾石层特点配套开发了大直径扩孔工艺.通过实施1211/4"钻头领眼定向和钻后扩孔方法,完成171/2"井段作业,为"121工程"顺利施工提供有效的技术保障.

摘要： 黄河口凹陷主要产油气田大多为明下段复杂断块油气田.为了提高采收率,获得更大的产出剖面和供给范围,该类油气田开发、调整井大多设计为水平井.安全高效成功地实施水平井着陆对于该类油气田开发生产至关重要.黄河口凹陷明下段为浅水三角洲沉积,储层厚度薄且受断层复杂化作用明显,导致水平井着陆作业难度加大.其中,面临的主要问题为:①着陆目的层预测精度有限;②受随钻测井工具限制,井底存在盲区;③一旦需要调整,井轨迹调整空间有限.针对以上问题,本文创新应用一系列主要技术组合:①现场快速精细对比及预测技术;②随钻测井盲区综合录井先锋导向技术;③合理平滑化轨迹控制着陆技术.该技术组合在水平井着陆现场作业中获得了显著的应用效果,明下段复杂断块油气田水平井着陆成功率由此前的85％提高至100％,实现了提质增效,并有良好的推广应用前景.

摘要： 长宁区块龙马溪组为页岩层且为主要气层,地层压力系数较高;Φ215.9mm井眼裸眼段较长,钻井时间长,保持井壁稳定尤为重要.在长宁区块完成的H12、H3平台10口井,龙马溪井段均采用油基钻井液完成.在实际使用中,油基钻井液乳化稳定,流变性能良好,封堵性效果好.但油基钻井液产生的油基岩屑、报废钻井液难以做无害化处理,环保压力巨大.因此,川庆钻井液公司开发了适用于页岩气水平井的高性能水基钻井液,已在长宁页岩气现场应用多井次,取得规模化推广效果,正逐步取代油基钻井液.在长宁页岩气钻探过程中,还使用了旋转导向钻井技术.旋转导向工艺具有高精度井眼轨迹控制能力、水平位移延伸能力强、大幅度减小钻井周期等特点,能在一定程度上提高机械钻速、降低井下事故风险.川西钻探公司在长宁页岩气钻井中,在使用高性能水基钻井液的同时,采用旋转导向技术,后者的优势弥补了前者的不足,取得了很好的经济效益和社会效益.

摘要： 苏南区块是长庆油田公司和法国道达尔公司在鄂尔多斯盆地苏里格气田南部的天然气合作开发区块.提速增效是苏里格气田开发战略实施的重要目标,因此,继续从优化剖面设计、轨迹控制、钻具组合、钻头及螺杆选配等方面进行深入研究,分析制约大位移定向井快速钻井因素,突破制约“两趟钻”技术瓶颈,逐步形成一套成熟的两趟钻快速钻井技术,达到提高钻井速度目的.

摘要： 水平井开发技术是实现薄层状复杂碳酸盐岩油气藏高效开发的关键技术.通过10年的开发实践,逐步形成了适合North Tluwa油田及具有相似特征的油田的水平井开发配套技术,包括:水平井适应性评价技术、碳酸盐岩精细油藏描述技术、水平井钻井优化设计技术、水平段旋转地质导向轨迹控制技术、超前注水保压技术、长水平段套管完井固井技术、长水平段连续油管拖动分段酸压裂技术等技术系列.通过在North Tluwa油田的应用实践,在已有水平井产量是直井产量的3倍多的基础上,使水平井开发系列技术进一步得到发挥,水平井产量相对直井产量进一步提高.成功经验通过进一步推广,已经在相似油田的开发中得到推广应用.

摘要： 顺北油田是中石化勘探开发的重点区域,该油田多采用超深中短半径水平井的钻井方式以提高单井产能、提高采收率和降低开发成本.由于该油田储层埋深超深(垂深在7500m以上),定向钻进井眼尺寸小(120.65mm或149.2mm),导致该油田定向施工过程中存在一系列技术难点.通过井身结构定向钻进适应性评价,推荐了适合定向钻进的井身结构优化方案;优化形成“高+低”双增轨道设计剖面,以提高复合比例,减少起下钻趟数;利用了螺杆动力钻具造斜能力预测模型,结合各定向井段的设计要求,优选了螺杆钻具;.通过上述研究,形成了超深小井眼短半径水平井钻井技术方案.采用该技术方案的顺北1-8H井定向钻进进尺369.48m,平均钻速3.43m/h,较同区提高21.2％;施工周期11.91d,较设计节约4.08d,提前25.56％,较邻井缩短44.99％.

摘要： 顺北油田是中石化勘探开发的重点区域,该油田多采用超深中短半径水平井的钻井方式以提高单井产能、提高采收率和降低开发成本.由于该油田储层埋深超深(垂深在7500m以上),定向钻进井眼尺寸小(120.65mm或149.2mm),导致该油田定向施工过程中存在一系列技术难点.通过井身结构定向钻进适应性评价,推荐了适合定向钻进的井身结构优化方案;优化形成“高+低”双增轨道设计剖面,以提高复合比例,减少起下钻趟数;利用了螺杆动力钻具造斜能力预测模型,结合各定向井段的设计要求,优选了螺杆钻具;.通过上述研究,形成了超深小井眼短半径水平井钻井技术方案.采用该技术方案的顺北1-8H井定向钻进进尺369.48m,平均钻速3.43m/h,较同区提高21.2％;施工周期11.91d,较设计节约4.08d,提前25.56％,较邻井缩短44.99％.

摘要： 本发明公开了一种自主导航车辆的轨迹纠偏方法及轨迹纠偏装置、车辆控制系统。其中，该轨迹纠偏方法包括：获取车辆的矩阵区域信息，其中，矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。本发明解决了相关技术中自主导航车辆在双舵轮驱动下容易发生脱轨的技术问题。

摘要： 本发明公开了四种轨迹跟踪控制方法及各自对应的轨迹跟踪系统，四种轨迹跟踪控制方法的基本思想都是一致的，都是先把传感器得到的以变动的传感器坐标系描述的轨迹信息固定化，即在检测后转化为适合整体记录轨迹信息的坐标系描述的形式进行标记，逐步呈现真实的轨迹，为后续求解目标提供基础，最后根据目标找到当前时刻工具应该呈现的理想状态或找到完成本次修正后在下一次修正时刻到来时要达到的状态，然后根据上述信息驱动执行器，修正工具的轨迹。上述四种轨迹跟踪控制方法以及各自对应的轨迹跟踪系统，克服了检测点超前带来的误差，能脱离示教信息独立运行，既能纠正工具的位置偏差，又能纠正工具的姿态偏差，轨迹跟踪效果好。

摘要： 本发明公开了四种轨迹跟踪控制方法及各自对应的轨迹跟踪系统，四种轨迹跟踪控制方法的基本思想都是一致的，都是先把传感器得到的以变动的传感器坐标系描述的轨迹信息固定化，即在检测后转化为适合整体记录轨迹信息的坐标系描述的形式进行标记，逐步呈现真实的轨迹，为后续求解目标提供基础，最后根据目标找到当前时刻工具应该呈现的理想状态或找到完成本次修正后在下一次修正时刻到来时要达到的状态，然后根据上述信息驱动执行器，修正工具的轨迹。上述四种轨迹跟踪控制方法以及各自对应的轨迹跟踪系统，克服了检测点超前带来的误差，能脱离示教信息独立运行，既能纠正工具的位置偏差，又能纠正工具的姿态偏差，轨迹跟踪效果好。

摘要： 本发明的目标轨迹生成装置(10)中，前车位置获取部(1)获取前车的相对位置。本车状态量获取部(2)获取本车的状态量。本车移动量计算部(3)基于本车的状态量计算本车的移动量。本车基准前车位置计算部(4)基于前车的相对位置和本车移动量，计算在以本车的当前位置为基准的坐标系中表示前车的相对位置的履历的本车基准前车位置的点群。目标轨迹生成部(5)基于本车基准前车位置的点群生成本车的目标轨迹。目标轨迹校正判定部(6)基于本车基准前车位置的点群或目标轨迹判定是否需要校正目标轨迹。当判定为需要校正目标轨迹时，校正目标轨迹生成部(7)基于本车基准前车位置的点群或目标轨迹来生成校正目标轨迹而得到的校正目标轨迹。

摘要： 本发明公开了一种基于参考轨迹实时修正的机器人轨迹跟踪控制方法，以实现对动力学不确定机器人的高性能轨迹跟踪控制。该方法主要通过对轨迹跟踪点的误差经过增益后进行累加，然后将累加值实时补偿至参考轨迹上下一个将被跟踪的点，生成一系列与期望轨迹不同的新指令，从而控制机器人跟踪期望轨迹。该方法的本质是通过修改参考轨迹来控制机器人的每个关节符合期望的轨迹，即当机器人工作过程中参考轨迹和实际轨迹之间存在误差时，只需实际轨迹高精度地跟踪期望轨迹，而不需要参考轨迹与实际轨迹相符。该方法具有结构简单、易于在硬件上应用的特点。

摘要： 本发明提供轨迹多项式生成装置及其轨迹序列控制器。轨迹序列控制器包括轨迹序列生成器、准备电路、前进电路、后进电路以及生成电路。轨迹生成器序列激活准备电路、前进电路、后进电路以及生成电路。准备电路调度轨迹浮点计算电路计算多个路径点中任意两个相邻路径点之间的x轴步长，以及使用x轴步长与多个路径点的坐标准备三次样条插值算法的线性方程组中的系数矩阵与常数矢量。前进电路调度轨迹浮点计算电路使用系数矩阵与常数矢量计算线性方程组中的二次差分值矢量的至少一个元素。后进电路调度轨迹浮点计算电路使用系数矩阵与常数矢量计算二次差分值矢量中的其余元素。生成电路去调度轨迹浮点计算电路使用二次差分值矢量计算出曲线的系数。

摘要： 本发明公开了一种自主导航车辆的轨迹纠偏方法及轨迹纠偏装置、车辆控制系统。其中，该轨迹纠偏方法包括：获取车辆的矩阵区域信息，其中，矩阵区域信息用于指示通过磁条分割车辆当前行驶位置所处的轨道区域对应的矩阵信息；基于矩阵区域信息，建立对应于每个车辆行驶轨道区域的多项式，其中，多项式用于计算自主导航车辆的车辆偏离夹角；基于车辆偏离夹角和车辆舵轮间距值，分析纠偏时长；基于纠偏时长和预设舵轮控制功率，对自主导航车辆进行轨迹纠偏操作。本发明解决了相关技术中自主导航车辆在双舵轮驱动下容易发生脱轨的技术问题。

摘要： 一种汽车换道轨迹规划与动态轨迹跟踪控制方法，包括以下步骤：S1、规划直线道路或弯曲道路条件下的换道轨迹；S2、设计动态轨迹跟踪控制器跟踪参考轨迹，且构建参考轨迹引力函数和障碍车斥力函数，规避动态障碍物。本发明首先提供了结构化道路上的换道参考轨迹规划方法，基于五次多项式进行直线道路或弯曲道路条件下换道参考轨迹规划；然后考虑在换道过程中前车状态变化情况下车辆的避撞问题，在跟踪换道参考轨迹过程中考虑规避前方障碍车辆，基于模型预测算法设计防避撞轨迹跟踪控制器，并分别设计换道参考轨迹引力函数以及障碍车辆斥力函数作为模型预测的优化函数，通过优化算法获得最优控制参量，实现无碰撞轨迹跟踪目的。

摘要： 一种通过处理器执行的车辆的行驶轨迹校正方法，基于数据库中存储的地图信息，生成本车辆行驶的本车辆行驶路径，运算成为本车辆在本车辆行驶路径上行驶时的目标轨迹的本车辆的行驶轨迹，通过本车辆中设置的传感器，检测相对于本车辆而位于车宽方向的其它车辆的位置，基于其它车辆的位置，运算其它车辆行驶的他车车道内的其它车辆的位置的偏向，根据偏向校正本车辆的行驶轨迹。

摘要： 本发明公开了基于底盘非线性的无人驾驶汽车轨迹控制系统及其轨迹控制方法，所述轨迹控制系统包括：感知信号收集模块，用于获得当前车辆以及环境车辆行驶状态信息，并进行信号处理；驾驶决策模块，用于学习合适的决策参数值；轨迹规划模块，用于得到优化规划后的可行轨迹；其包含基于自行车模型设计的非线性车辆模型，适配于该模型的经由魔术公式改进后的多项式模型，以及为了减少计算时间，使用模型的不同离散时间步长和控制变量的控制时间步长来减少求解变量的数量；其适用于高级别自动驾驶车辆，目标是通过优化模型有效提高车辆系统在不同行驶工况下的自适应能力，进而使系统获得更优驾驶性能的条件下亦保证安全。