基于AT89C2051的短波数据通信接口电路的设计与应用

随着信息技术的发展,迫切需要野外进行语音通信的短波电台能具有数字通信功能.结合油田野外作业的特点,设计了一种新型的接口电路,增加数据通信功能;给出了以AT89C2051单片机为核心的硬件电路和程序流程图,实现了数字信号的无线传输.该短波数据通信接口电路的应用有效地利用现有短波电台,满足日益增长的数据传输要求.

导向钻井工具冗余姿态测量与系统重构方法

为实现调制式导向钻井工具井眼轨迹的精确可靠控制,导向钻井工具井下姿态的实时测量至关重要。针对恶劣工况下测量系统可靠性差的问题,提出了一种非正交四轴重力加速度计的姿态测量方法,给出了对应的姿态参数求解和信号有效性判定公式。针对小井斜状态下姿态参数测不准问题,提出了四轴重力加速度计初始倾斜安装的非正交测量方法,显著提高了测量精度。针对井下恶劣工况中加速度计易损易失效问题,提出了双冗余非正交四轴重力加速度计测量方法,给出了双冗余重力加速度计关联信号的相互转换公式,讨论了依据信号特征判定重力加速度计故障的方法及故障诊断流程,并据此建立了系统重构方案。水力驱动测试实验表明,工具姿态测量准确,控制平台角度位置稳定。

导向钻井稳定控制平台的反馈线性化控制

旋转导向钻井的稳定控制平台单纯采用PID控制时,控制性能与工具面角度的给定值有关。在某些角度下,平台会产生振荡旋转现象,无法实现工具面角度的稳定,使导向工具失去导向控制功能。分析表明,导致这种现象的主要原因是系统存在非线性偏心作用力矩,该力矩与工具面角度成正弦函数关系。基于反馈线性化原理,提出了平台系统的输出反馈线性化控制方法,消除了非线性因素的影响,实现了线性的闭环系统。仿真表明该方法可实现平台系统在钻井过程强扰动作用条件下的任意角度位置稳定控制。针对非线性偏心作用力矩不可直接测量问题,提出了一种基于系统运动姿态测量的偏心作用力矩在线估计方法,可有效减小估计误差所导致的控制性能劣化,并给出了一个在线估计的应用实例。水力驱动条件下的控制测试验证了基于偏心作用力矩在线估计的反馈线性化控制方法的有效性。

峰值电流型PFC Boost变换器斜坡补偿的时变模型和全局动态优化试验

建立连续峰值电流型PFC Boost变换器的时变模型,动态分析快时标不稳定现象的产生,并结合电路试验,分析常规固定斜坡补偿的不足.以斜坡补偿时变模型为基础,以工频输入电流正弦化为目标,提出一种全局优化的动态时变补偿设计理论和方法.基本原理电路试验结果表明全局优化动态补偿既消除了快时标不稳定现象,又获得了单位功率因数,达到了全局补偿优化的目的.

钻井综合信息无线数据传输系统

针对石油钻井野外作业的特殊性和信息资源管理建设的需要 ,提出了一种数据无线传输方法 .以钻井队现有短波电台通讯系统为基础 ,经过技术改造 ,构筑无线数据传输通道 .经处理过的技术数据、报表和文档等混合数据 ,经过井队和基站的无线传输 ,进入钻井公司企业网 .对无线传输方案、传输通道、网络结构、调制信号的处理及软件编程等方面作了详细介绍 .无线数据传输技术的推广应用 ,提高了钻井技术水平和现场管理水平 。

Boost型转矩控制器的稳定控制技术研究

调制式旋转导向钻井工具通过调节涡轮电机的输出转矩来实现导向控制,斩波式转矩控制器有较大的电流谐波,会产生较大的脉动转矩和较强的电磁干扰,功率因数和转换效率低。针对斩波控制器的不足,提出一种Boost型转矩控制电路。介绍了这种控制器的工作原理,从而建立了控制电路的数学模型。通过分析控制系统的稳定性以及不稳定状态的混沌分岔行为特征,给出混沌控制策略,并详细研究了分别采用参数正弦微扰共振和参数线性斜坡微扰共振方法时电路的控制特征及效果。台架模拟试验表明,选用参数线性斜坡微扰法可保证电路稳定可靠地工作,达到抑制脉动转矩、提高功率因数和转换效率的目的。

旋转导向钻井工具智能PID控制

稳定平台是调制式全旋转导向钻井工具的关键,其驱动机构是一个强非线性、强扰动和参数变化大的时变系统,常规的PID控制难以获得满意的动态响应速度和稳定的静态性能。根据旋转导向钻井工具稳定平台的工作特点,结合智能控制,研究了一种基于间接专家系统的智能PID控制,详细分析了控制策略和参数调试准则,并进行了台架模拟试验测试。结果表明,智能PID控制可以较好地克服强扰动、强非线性和参数大范围变化等因素,获得稳定的控制性能。

井下声波通讯信号的随机共振检测方法

针对旋转导向钻井技术中,稳定平台与随钻测量系统之间进行声波通讯时,通讯信号被强噪声干扰,使得信号幅频特性检测难度增大的问题,提出了一种利用随机共振检测声波通讯信号的新方法。通过进行短距离钻杆声波传输实验,研究声波传输特性,再分析微弱信号的随机共振检测原理,然后利用双稳态系统中,噪声能量可以提高待测信号传输能力这一特殊机制,构建声波通讯信号的随机共振检测系统并进行matlab仿真。仿真结果表明,随机共振系统可以检测到被噪声完全淹没的钻杆声波通讯信号的幅频特性。

基于短波电台的无线数据传输系统的设计与实现

针对现行石油钻井生产管理体制 ,提出了钻井信息无线数据传输的方案和结构。对 TKM 70 7短波电台进行计算机技术改造 ,使之具有数字传输功能 ,对包含生产技术数据、报表和文档等内容的混合数据进行压缩和调制 ,通过电台的无线传输 ,接入到钻井公司企业网。在钻井公司及其下属钻井队的推广应用 。

非周期冲击信号的随机共振效应研究

为了有效地实现随机共振效应在非周期冲击信号检测中的应用,论文研究了数值计算初值以及双稳态系统结构参数对随机共振效应的影响,对比了非周期冲击信号随机共振检测系统的阱内与阱间效应.通过仿真,应用随机共振阱内效应对被噪声干扰的钻杆声波通讯信号进行检测,验证了随机共振效应检测非周期冲击信号的实用性.

热轧润滑轧制系统设计

热轧润滑轧制技术是实用性很强的应用技术,对于热轧轧制是一项技术创新。在国内外取得了显著的成效,且积累了相当丰富的经验,在国内的许多钢铁厂的热轧机组上得到了应用,使用热轧润滑轧制技术能明显降低轧制力,降低能耗,降低轧辊磨损消耗,明显改善带钢表面质量,使轧制薄规格的带钢成为现实。由于所对应的热轧机组不同,其工艺要求不同所设计的润滑轧制系统也不同。本文是根据某钢厂2030mm热轧机组润滑轧制系统展开研究设计。通过分析润滑系统对轧制力,辊耗,带钢表面质量的影响,结合现场实际设备,对一些设备进行了改进和创新。如水切板的改造、喷射角度、喷油时序、油水混合比例等技术改进和创新,取得了显著的效果。

随机共振的两种仿真方法研究

介绍了利用随机共振效应检测微弱信号的原理,分别通过Matlab编程和Simulink建模研究了系统的随机共振现象。两种仿真结果表明,随机共振能有效地实现微弱周期信号的检测,并且提取出信号的频率。对于强噪声背景下的弱周期信号的检测,Simulink建模方法具有很大的优越性,建模简单且幅值失真较轻。

井下定功率高效无线电能传输系统的分析与设计

井下智能阀门控制器作为石油勘探开发的主要工具之一,其工作性能直接影响石油生产成本。因供能蓄电池常难以满足其井下长期反复作业的需求,提出一种适应其结构的无线充电装置。采用双螺旋互套式线圈结构,建立井下无线电能传输系统数学模型,分析负载功率给定时系统高效传输的条件,得到影响定功率系统高效传输的重要参数。运用电磁仿真软件设计和详述材料、线圈线径等参数对系统的影响,并经优选后得到一种给定功率时传输效率达93%的井下无线充电装置。

Boost变换器中参数斜坡共振控制能力研究

以电流型Boost电路为基础,以电感电流的参考值作为共振参数,详细研究了斜坡共振的调整过程及其控制能力,推导了稳定状态电路的特征参数.分别针对分岔和混沌电路,研究了不同共振电压幅值时参数斜坡共振的控制能力及其稳定参数,从而实现准确的电路参数设计,确保电路稳定可靠地工作.

功率因数校正Boost变换器中快时标不稳定的形成与参数动态共振

以动态调整过程中的动态特征系数积和动态镇定能力为基础,研究连续峰值电流模式功率因数校正(PFC)Boost变换器中的快时标不稳定及其不对称混沌现象的形成机理.基于提高功率因数和降低谐波失真的要求,提出输入电流正弦化的补偿思路,应用参数共振优化补偿策略,推导优化补偿的表达式,采用最强参数共振进行全局优化.数值仿真表明这种全局优化补偿策略具有最强的动态镇定能力,保证每个频闪周期内的快速稳定,控制了快时标不稳定混沌现象,获得理想的补偿效果和单位功率因数,可提高变换器的转换效率.

宽输入Boost电路的参数正弦微扰调整与镇定

宽输入范围的Boost电路会跨越稳定和不稳定工作区,产生的混沌现象导致电路工作异常.以连续电流传导模式为基础,讨论Boost电路的参数正弦扰动调整与镇定过程,分析稳定状态和不稳定状态在不同正弦扰动幅度下的相互转化过程,推导电路工作状态转化的临界条件,研究宽输入范围时电路的可稳定条件.数字仿真说明参数正弦扰动不仅可以抑制不稳定电路的混沌现象,也可以使本身稳定的电路进入不稳定状态.对宽输入电压范围的Boost电路,可在一定区域内选择合适的扰动幅度,保证电路稳定可靠地起动、调整和镇定.