高性能环保水基钻井液固壁剂研究分析

为提高水基钻井液在井壁稳定性、滤失控制和环保性方面的综合性能,满足日益严格的环保要求与钻探效率的双重需求,研究开发出了一种新型、高性能环保水基钻井液固壁剂。采用实验室合成与配方优化方法,结合物理化学性质测试与钻井液性能评估的综合分析手段,研究该固壁剂对水基钻井液性能影响。通过优化固壁剂化学组成,评估其在不同钻井条件下的应用效果,特别是在降低滤失量、改善泥饼质量和提高井壁稳定性方面的表现。结果表明,通过配方优化得到的新型固壁剂,能够改善水基钻井液的物理化学性质与钻井性能,可为实现高效、环保的钻探作业提供技术支持。

存在丢包的非线性网络控制系统闭环故障检测

针对存在数据包丢失和非线性扰动的网络控制系统的闭环故障检测问题,考虑传感器-控制器链路的数据包丢失现象,通过伯努利随机过程将其转化为系统参数。设计基于观测器的故障检测滤波器,产生残差信号,将故障检测问题转化为H∞滤波问题。为了保证系统输出对给定信号的跟踪性能,提高故障检测系统和容错控制系统的性能,采用故障检测滤波器与鲁棒跟踪容错控制器一体化设计的算法,利用Lyapunov函数方法分析了系统的稳定性,通过线性矩阵不等式的形式给出了故障检测滤波器和容错控制器存在的充分条件。最后,通过HiMAT飞行器的仿真验证了所提方法能够快速、有效检测出系统故障,对给定的输入信号具有良好的跟踪性能。

无固相弱凝胶钻井液配方优化及在塔里木油田的应用

针对无固相弱凝胶钻井液在使用过程中出现的易起泡、抗气侵能力欠佳、滤失量偏大等问题,以表观黏度、起泡率、泡沫半衰期、表面张力、高温高压滤失量、渗透率恢复值等参数为指标,分别评价了现场井浆用水、无机盐加重剂、降滤失剂、增黏剂、弱凝胶结构剂等对钻井液性能的影响。对无固相弱凝胶钻井液配方进行了改进,加入强抑制剂聚乙二醇,使用甲酸钠等有机盐取代氯化钙进行加重。改进配方的高温稳定性提高到150℃,高温高压滤失量降至12 mL,0.3 r/min超低剪切速率下的黏度显著增大,并且用天然岩心测得的渗透率恢复值提高了37%。优选出了1种消泡剂———聚硅氟消泡剂,该剂具有很强的抗盐、抗钙能力,抑泡、消泡效果显著。改进的无固相弱凝胶钻井液在TZ826井的应用中取得了明显效果。

低开关损耗有源电力滤波器的滞环电流控制

提出了一种调节滞环宽度、减少有源电力滤波器(APF)的开关损耗的方法.通过比较有源电力滤波器的各相输出参考电流,来调整各相的滞环宽度,以降低开关损耗较大的相的开关动作次数,同时提高开关损耗较小的相的开关动作频率,从而在保持总的控制精度的同时,降低总的开关损耗.该方法只需加入一个调整电路,即可明显降低有源电力滤波器的开关损耗.用电磁暂态程序进行的计算机仿真结果表明,该方法可在控制精度和开关频率基本相同的情况下,将有源电力滤波器的开关损耗降低10%以上,而且各相开关的温升也更加平稳.

有源滤波器的低损耗滞环电流控制方法

提出一种新的用于有源滤波器的低损耗滞环电流控制方法。利用有源滤波器的输出电流主要是谐波电流,因此在一个周期内总的三相电流绝对值大小波动幅度很大的特点,根据电流大小调节相应的开关次数,从而在保持相同控制精度的同时,大幅降低有源滤波器的开关损耗。在理论上推导了最优开关频率和电流范数波动幅度的关系,设计了一个新的滞环电流控制器。仿真结果表明,采用所提出的方法可在保持总的控制精度的同时有效降低总的开关损耗。

基于无速度传感器矢量控制技术的传动系统优化及其仿真

在分析考虑铁损时异步电机在同步旋转坐标系统下数学模型的基础上,利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)算法对电机转速和磁链进行实时估计,通过研究不同运行条件下电机损耗与转子磁通的关系,实现无速度传感器矢量控制变频调速异步电机的优化控制。在Matlab/Simnlink中,提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法。建立独立的功能模块,如考虑铁损的电机模块、电机转速和磁链估算模块、优化控制模块、SVPWM模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)考虑铁损的无速度传感器矢量控制系统。仿真结果分析验证了系统能平稳运行,具有较好的静、动态特性,说明了该电机模型更接近实际电机。

电子设备的电磁干扰及抑制分析

电磁干扰通过传导或辐射两种途径作用在电子设备上 ,使它产生非有用信号 (干扰 )响应 ,误动作 ,甚至被彻底破坏。 EMI电源滤波器是一种连接成低通滤波器的 ,由无源元件构成的多端口网络。它不仅能衰减沿电源线传导的 EMI能量 ,同时也对 EMI的辐射有显著的抑制作用。 EMI电源滤波器是电子设备设计人员进行电磁兼容设计时常用的重要手段。

新型通带可控低损耗小型四频带通滤波器设计

提出了一种新型通带可控、损耗较低的四频带通滤波器结构。该滤波器的组成采用二阶新型多枝节加载四模谐振器。该谐振器有4个可单独控制的谐振模式,致使滤波器的中心频率可单独调控,通过控制两谐振器间的耦合系数,滤波器带宽可控。实验结果表明,该滤波器通带可控并满足小型化的要求,4个通频带中心频率是2.5/3.1/4/5.05 GHz,插入损耗为0.1/0.27/0.13/0.16 d B,每个通带的回波损耗都优于15 d B。实测结果与仿真结果一致。

基于模型预测控制的有源电力滤波器开关损耗优化设计

通过α-β坐标变换构建了有源电力滤波器逆变器输出电流的预测模型,提出了预测电流优化控制策略,以降低有源电力滤波器开关损耗.该设计利用评估函数对逆变器开关器件不同开关状态电压矢量进行评估,预测所有可能的有源电力滤波器补偿电流值.当评估函数值最小时,将电压矢量对应的开关状态应用于下一采样周期,实现谐波参考电流快速跟踪.评估函数增加了开关频率的附加项,通过控制开关动作次数实现了开关频率下降.仿真结果表明,使用该控制策略,通过优化评估函数并选择合适的权重系数,能够显著降低开关频率,保证开关频率与并网电流的平衡,有效减少开关损耗.

并联型有源电力滤波器直流侧电压优化控制

直流侧电压的控制是并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)的关键技术之一。直流侧电压的大小将影响到APF的功率损耗和补偿性能。而在复杂的工业应用场合,各种负载的波动将会造成APF公共耦合点的电网电压的波动,进而影响到APF的补偿性能。以三相三线并联型有源电力滤波器为例,分析APF的功率损耗和直流侧电压之间的关系以及补偿性能和直流侧电压、电网电压之间的关系,并提出一种采用下垂调节器来控制直流侧电压指令值的控制策略。当电网电压升高时,提高直流侧电压,从而提高APF的补偿性能;当电网电压降低时,降低直流侧电压,在保证APF的补偿性能的基础上降低功率损耗。仿真和实验结果验证了理论分析,采用下垂调节器能够实现APF功率损耗和补偿性能的综合优化。

APF电压空间矢量滞环控制方法研究

针对并联型有源电力滤波器的滞环跟踪控制方法的开关损耗较大这一不足进行了改进,将电压空间矢量控制方法与滞环跟踪控制方法相结合,提出了一种电压空间矢量滞环的控制方法。该方法以误差电流为控制对象,在确定误差电流矢量和参考电压矢量区域的基础上,通过一定的控制规则选择最佳的电压输出矢量,并且在误差电流较大时优先采取跟踪速度最快的外环控制策略。该方法加快了电流跟踪速度,有效减少了逆变器的开关次数,降低了开关损耗。最后通过Matlab/Simulink进行了仿真验证。与传统滞环跟踪控制方法相比,该方法具有较大优势。

基于多节SIRs的新型四通带滤波器设计

提出了一种基于多节1/2波长SIRs的具有通带可控的紧凑型四通带滤波器。该滤波器由上下两个谐振器A和B组成,谐振器A由两节1/2波长SIRs中心加载一段短路枝节组成,控制第二和第三通带;谐振器B由三节1/2波长SIRs中心加载一段短路枝节组成,控制第一和第四通带,最终得到了尺寸为8.09 mm×14.12 mm(0.10λ_(g)×0.17λ_(g))的四频带通滤波器。实验结果表明,该滤波器的通带可控并且满足低损耗的要求,4个通带的中心频率分别为2.22/3.66/5.63/7.52 GHz,插入损耗分别为0.32/0.41/1.38/0.43 dB,每个通带的回波损耗都优于20 dB,实验结果与理论分析一致。

基于T型双模谐振器的新型三通带滤波器设计

提出了一种新型通带可控、损耗较低的紧凑型三频带通滤波器结构。该滤波器由三个四分之一波长谐振器组成,改变谐振器中3个相对独立的谐振路径长度有助于独立控制每个通带,根据通带两侧的期望阻带频率控制传输零点。设计并制作了一款小型三通带滤波器实物。仿真结果表明,3个通频带中心频率分别是0.84,1.59,2.63 GHz,-3 dB相对带宽分别为63.1%(0.45~0.98 GHz),16.4%(1.48~1.74 GHz),6.8%(2.55~2.73 GHz),插入损耗分别为0.07,0.23,0.43 dB,每个通带的回波损耗都优于20 dB。实物测试结果与仿真结果基本一致。

考虑铁损的永磁同步电机无位置传感器控制算法

为开发有效可靠的永磁同步电机无位置传感器控制算法,针对考虑铁损电阻的电机等效电路模型,分别在d-q旋转坐标系和α-β静止坐标系下推导得到了扭矩电流状态微分表达式,在此基础上设计滑模观测器观测电机转速和转子位置信号.为验证观测效果,对两种坐标系下的无位置传感器算法进行了仿真和对比分析.根据d-q轴系下转子位置信号准确度低、α-β轴系下观测信号存在高频抖振但准确性高的特点,提出一种基于扩展卡尔曼滤波的融合观测算法.仿真结果表明,该融合观测算法的观测结果误差更小,且具有良好的动态特性,并通过实验验证了融合观测算法的有效性.

逆变站无功控制及无功补偿设备的投切策略

无功控制是高压直流输电控制保护的重要功能,也是确保电网安全稳定运行的重要手段。在介绍无功功率控制对换流器作用的基础上,叙述了枫泾换流站无功功率控制的功能和投运后的无功补偿设备的投切策略,并且结合无功控制系统的运行策略,提出了治理现场运行有关交流电压偏高、避雷器泄漏电流超标和电容器故障的措施和改进建议。

基于多模谐振器的三通带与四通带滤波器设计

基于多模谐振器设计了三通带滤波器,该滤波器具有良好的带外抑制、结构紧凑以及频率可控等优点。多模谐振器是由一个短路枝节和四个开路枝节组成,利用经典的奇偶模分析方法对其进行分析,可得该谐振器能够产生六个谐振模式。该三通带滤波器各通带中心频率分别为:2. 03,2. 68,4. 75 GHz,相对带宽分别为:15. 2%,14. 2%,8%,回波损耗分别为:25,15. 7,3 d B。滤波器的测试结果与仿真结果相吻合。在三通带滤波器基础上引入一个双模谐振器结构,经仿真和优化得到四通带滤波器,该四通带滤波器的中心频率分别为:2. 6,3. 8,5. 4,6. 5 GHz,相对带宽分别为:15. 7%,8%,10%,6%,回波损耗分别为:20,11,11,15 d B。

采用EWC单相单向换能器的SAW滤波器组

采用带旁瓣的ＥＷＣ单相单向换能器技术，研制中等相对带宽（５．６％～７．１％）和具有好矩形度的声表面波滤波器组。该滤波器组用于通信电子对抗，工作频率为３０～４０ＭＨｚ，各信道的矩形系数为１．６，信道插入损耗１５ｄＢ，滤波器组输入端口的驻波系数小于１．５。

一种新型LCL光伏逆变器阻尼控制策略

通过建立光伏发电系统LCL输出滤波器电容支路串联电阻控制和电容电流反馈控制各自的数学模型,提出了一种采用电容支路串联电阻与电容支路电流反馈控制相结合的协同控制策略。它能够有效降低系统的功率损耗,同时表现出对采样延时具有良好的适应性。设计时首先建立了协同控制的数学模型,推导出该模型的阻尼系数及功率损耗。最后搭建基于LCL滤波器的光伏发电系统仿真模型和实验系统,对该策略进行验证。仿真和实验结果都证明了该策略具有可行性。

检测低通滤波器插入损耗的组合系统

文章介绍了用示波器和信号发器搭配成的检测低通滤波器插入损耗的组合系统。列举了该系统对典型低通滤波器插入损耗的检测结果。

砂石过滤器反洗防跑料控制技术及应用

针对鞍钢1780线水处理砂石过滤器反冲洗时存在的跑料问题,对过滤器反冲洗控制系统和设备进行了改进,并首次采用过滤器液位控制与压力、流量控制相结合的控制方式,完善反冲洗控制程序,解决了跑料问题,确保了1780生产线水质稳定,对提高带钢的表面质量起到积极作用。