全电式水下阀门执行器设计及多电机同步控制策略研究

通过对全电式水下控制系统的研究,参考国外的相关产品,完成了全电式水下阀门执行器的结构设计,为了增加阀门执行器的可靠性,提出采用多电机冗余的方式驱动阀门。通过对多电机冗余驱动控制方法的研究,提出了一种基于遗传算法对时间误差积分进行优化的模糊PID控制方法,并引入了置信度对计算过程进行了优化,缩短了寻优的计算量,最终实现了多电机同步控制。利用Adams建立了阀门执行机构的动力学模型,使用Simulink对阀门不同的工作情况下的响应进行了联合仿真,结果表明本文设计的多电机冗余驱动的全电式水下阀门执行器可以实现对全电式水下阀门的冗余驱动,满足全电式水下阀门执行器的工作要求。

全电式水下阀执行器多电机协同控制策略研究

水下采油树全电执行器多电机协同工作时,由于误差等导致减速器发生振动。为了减少同步误差导致传动系统发生振动的情况,通过对多电机协调策略进行研究,从控制算法层面提出了一种基于改进粒子群算法优化模糊PI补偿器的多电机协同控制策略。使用Logistic混沌映射并结合中心耦合游移的策略改进粒子群算法,采用改进后的算法离线优化模糊控制器的隶属度函数。为了得到最小的同步误差,在适应度评价函数中引入同步误差项。为了验证该方案,建立了Simulink/Adams联合仿真模型,在Adams中以轴套力柔性连接替换理想约束,建立了联合仿真模型和传动机构动力学模型,对传动机构的振动情况进行了仿真。研究结果表明,该方法通过减小同步误差,能有效减轻传动系统的振动情况。所得结论可为多电机协同控制提供参考。

全电式阀门执行器可靠性设计

针对全电式阀门执行器高可靠性要求的问题,对全电式阀门执行器的可靠性设计进行了研究和探讨。依据性能要求,确定了全电式阀门执行器的结构方案;应用考虑重要度和复杂度的可靠性分配方法,完成了全电式阀门执行器的可靠性分配;基于强度—应力干涉模型,完成了关键部件压缩弹簧的静强度可靠性、疲劳强度可靠性和稳定性可靠性分析,并应用Ditlevsen窄界限理论分析三种可靠性相关关系,得到了压缩弹簧的系统综合可靠度,并与可靠性分配设计得到的可靠度指标进行了可靠性预测验证,实现了全电式阀门执行器可靠性设计。

电驱动水下闸阀执行器研究进展及问题探讨

全电式水下控制系统是未来的发展方向已是业内的共识。电驱动水下闸阀执行器作为系统的核心装备,控制全电式水下采油树、管汇闸阀的开启与关闭,是全电式水下控制系统的最终执行单元,对于油气资源的安全开采起着至关重要的作用。近年来电驱动水下闸阀执行器受到国内外油气装备企业和研究学者的广泛关注,已逐渐成为水下控制系统领域的研究热点。该文介绍电驱动水下闸阀执行器的研究进展,并综合技术发展现状对现有相关研究中存在的待解决问题做简要探讨,为未来电驱动水下闸阀执行器的发展提供基础。