导向钻井稳定平台精确线性化控制

针对导向钻井稳定平台的强非线性、强扰动,致使传统控制算法难以实现高稳定性的角度输出问题,提出了一种基于反馈线性化的极点配置控制策略。首先,根据已知的平台非线性动力学方程,采用反馈线性化理论对该系统中的非线性因素进行精确线性化。其次,通过极点配置法设计期望极点,使系统动态性能达到期望效果。最后,在Matlab/Simulink环境中,搭建平台角度控制系统模型,对提出的控制算法进行仿真验证。仿真结果表明,上述控制算法相对传统PID算法有效的改善了系统角度稳定控制问题,并且在强扰动的作用下具有较强的鲁棒性,提高了系统的控制精度。

基于电动阀智能控制的技术研究

随着机电一体化的发展不断升温,以及微电子技术、计算机技术、通信网络技术的迅速发展,电动阀门在工程领域中出现越来越多的问题。这些问题主要以对电动阀门的精准控制、故障检测、工作模式等工作指标的优良性相关。所以相对于现在精准的工程任务的高控制要求,早期的电动阀已无法适应工业现代化的要求。基于TIA博途平台,以西门子S7-1200 PLC为主控制器,分别从工艺要求、系统构成、软硬件设计、仿真调试进行分析和说明。介绍了PID算法在PLC控制系统中的具体实现方法,构建对电动阀智能控制系统,最终实现该电动阀的控制过程计算机化、通讯功能数字化、监测操作远程化、故障维修透明化。

基于PIC单片机的井下涡轮电机调速

调制式全旋转导向钻井工具是通过稳定平台单元在钻井工具内部产生一个不受钻杆旋转影响、相对稳定的平台,控制偏置执行机构在特定方向推靠井壁,井壁就会对钻井工具产生反作用力,从而改变钻头的钻进方向。其中稳定平台单元是通过控制涡轮电机产生的电磁力矩来调整稳定平台运动状态的。而脉宽调制技术(pulse-width modulation,PWM)作为最常用的一种电机调速方法,就可以用来控制涡轮电机的工作状态。因此,文章将介绍一种基于脉宽调制的涡轮电机调速系统,该系统以PIC单片机为主控制器,通过数字隔离器和功率放大模块将主控制器产生的高速PWM 信号输送到MOS管的控制端,从而改变涡轮电机的负载状态和电磁力矩,控制稳定平台的运动状态,实现导向钻井的目的。测试结果表明,该系统结构简单,并且产生的PWM信号也十分稳定,可以实现稳定平台单元运动状态的可靠、稳定控制。