井下闭环导向钻井工具双环积分滑模控制研究

带有双偏心环偏置机构的旋转导向钻井工具在导向钻进时,由于旋转外套传递的钻压以及复杂的井下工况等不确定性及非线性因素,造成钻井工具的轨迹精确度难以控制,为此,提出了一种轨迹跟踪控制理论--双环积分滑模控制。首先,对一种旋转导向钻井工具中的双偏心环偏置机构进行模型简化,将其简化为二自由度的连杆机构;其次,对机构模型进行分析,构建其运动学方程和动力学模型;然后,设计了双环积分滑模控制器,并用Lyapunov函数证明了所设计的控制系统的稳定性;最后,利用MATLAB软件进行仿真分析,证实了该控制方法有较好的抗干扰能力和控制精度。

烧结台车车轮润滑油自动加注装置设计及试验

针对现有烧结台车车轮润滑缺乏成熟的润滑油自动化加注设备的问题,提出一种新型烧结台车车轮润滑油自动加注装置。对该装置的随动装置、车轮捕捉装置、自动加油枪、移动平台等部件和气动系统进行了设计分析。基于双偏心自动调整机构设计了浮动式加油枪,并对其工作原理进行理论分析。根据结构设计制造了试验样机,样机试验结果表明,所研制的烧结台车车轮润滑油自动加注装置能够实现烧结台车车轮的在线自动加油,单次加油循环用时15 s,加油量40 mL。该装置的研制为烧结生产智能化提供了核心技术和装备保障。

低通滤波器在旋转导向钻井工具控制系统的应用

针对双偏心环指向式旋转导向钻井工具控制系统控制输入信号抖振的问题,设计了一种基于低通滤波器的滑模控制器.首先构建其动力学方程,然后给出了基于低通滤波器的滑模控制器的设计方法.仿真结果表明,所设计的控制器不仅能跟踪给定轨迹,而且能有效的消除输出信号抖动,对实际工程具有重要价值.