三臂井径多功能推靠器控制模块设计
发布时间：2021-07-18 12:39
随着我国工业与经济的飞速发展,石油需求量大大增加,测井技术也因此迅速更新迭代。井径测井是石油测井作业中必要的测井项目之一,准确地井径测量是准确计算井眼容积的重要手段,稳定地推靠控制是正确测井的重要保障。三臂井径多功能推靠器是一种井径测量仪器,该种仪器和方位指示仪器协同工作,能准确地获取地层应力,有效地辅助说明其他测井解释成果。本论文着重论述了三臂井径多功能推靠器控制模块的控制算法设计、硬件电路设计和程序设计。控制算法的设计工作分析了推靠器控制系统的时滞系统特性,并建立一阶时滞系统Smith预估补偿线性自抗扰控制模型,随后在不降低控制性能的基础上提出简便的参数整定方法。结合推靠臂行程控制数学模型,在Matlab仿真软件中设计仿真模型,验证该控制模型是否使系统具有更好的动静态性能、抗扰能力,并给出一个控制参数的整定策略。硬件电路设计和程序设计分为方案设计、设计实现、设计验证三个部分。首先结合井径测井仪器的整体架构和工作流程,分析井径推靠器控制模块的设计需求,设计控制系统电路模块,确定井径推靠器控制模块工作流程。其次,由三臂井径多功能推靠器控制模块的结构与工作流程,确定DSP+FPGA的硬件...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Smith预估补偿控制器
第二章三臂井径多功能推靠器控制模块控制算法研究在推靠臂的控制系统的LADRC设计中，设计状态误差反馈控制律为线性状态误差反馈控制律，即P控制器形式。对于纯积分环节采用比例线性控制律即可实现对给定误差的跟踪.控制量u为：u=k1(rz1)z2b0(2-14)式中：r为给定的参考输入值，k1为比例控制器增益，b0为b的估计值一阶系统LADRC结构为如图2-2所示。图2-2一阶系统线性自抗扰控制结构2.3.3时滞系统的一阶LADRC-Smith模型参数设计从式2-4一阶时滞被控对象的传递函数和式2-8其微分形式中可以看出可以看出，进入LESO的输出量y(t-τ)和控制量u由于时滞的存在而导致在时域上并不匹配，这里引入Smith预估补偿器，Smith预估补偿器能消除纯滞后环节对控制系统的影响，而且会使控制作用在时间坐标上推移了一个时间τ，使得进入LESO的两个信号为y(t)和u(t)，在时间轴上保持一致。要使Smith预估补偿器的效果最好，其参数全部匹配被控对象参数，可得表达式为：Gm(s)=KmTms+1(1eτms)(2-15)根据设计得Smith预估补偿器原理结构如图2-3所示。图2-3Smith预估器实际应用结构图根据上面一个小节的讨论，加入Smith预估补偿器后被控输出y和u在时间11
第二章三臂井径多功能推靠器控制模块控制算法研究在推靠臂的控制系统的LADRC设计中，设计状态误差反馈控制律为线性状态误差反馈控制律，即P控制器形式。对于纯积分环节采用比例线性控制律即可实现对给定误差的跟踪.控制量u为：u=k1(rz1)z2b0(2-14)式中：r为给定的参考输入值，k1为比例控制器增益，b0为b的估计值一阶系统LADRC结构为如图2-2所示。图2-2一阶系统线性自抗扰控制结构2.3.3时滞系统的一阶LADRC-Smith模型参数设计从式2-4一阶时滞被控对象的传递函数和式2-8其微分形式中可以看出可以看出，进入LESO的输出量y(t-τ)和控制量u由于时滞的存在而导致在时域上并不匹配，这里引入Smith预估补偿器，Smith预估补偿器能消除纯滞后环节对控制系统的影响，而且会使控制作用在时间坐标上推移了一个时间τ，使得进入LESO的两个信号为y(t)和u(t)，在时间轴上保持一致。要使Smith预估补偿器的效果最好，其参数全部匹配被控对象参数，可得表达式为：Gm(s)=KmTms+1(1eτms)(2-15)根据设计得Smith预估补偿器原理结构如图2-3所示。图2-3Smith预估器实际应用结构图根据上面一个小节的讨论，加入Smith预估补偿器后被控输出y和u在时间11
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种大时滞过程的控制方法[J]. 魏尧,张珊,尤朋飞. 长春工业大学学报. 2019(06)
[2]六臂井径测井仪推靠器设计[J]. 王野梁. 科技视界. 2018(23)
[3]一阶惯性大时滞系统Smith预估自抗扰控制[J]. 王永帅,陈增强,孙明玮,孙青林. 智能系统学报. 2018(04)
[4]一种用于5700地面系统的新型微球-四臂井径测井仪设计[J]. 熊鑫,宜伟. 石油管材与仪器. 2017(03)
[5]石油测井用多功能推靠器设计[J]. 蔡池渊,陈敬致,刘春雨,王玉珏. 科技资讯. 2016(06)
[6]2228XA岩性密度测井仪传动系统及推靠臂结构改造[J]. 马丽婷. 石油管材与仪器. 2016(01)
[7]三臂井径仪测量误差研究[J]. 张道奎. 辽宁化工. 2015(05)
[8]过热汽温系统的Smith预估器参数多目标优化控制[J]. 刘长良,马增辉. 模式识别与人工智能. 2015(03)
[9]独立四臂井径仪在HH2530测井系统中的应用[J]. 吴沁轩,蒋玮,魏孟周,李永生,米哈伊尔,王勇,王浩,谭小兵. 国外测井技术. 2014(03)
[10]带有色量测噪声的非线性系统Unscented卡尔曼滤波器[J]. 王小旭,梁彦,潘泉,赵春晖,李汉舟. 自动化学报. 2012(06)
博士论文
[1]结构振动的时滞反馈控制及其实验研究[D]. 陈龙祥.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]电法测井仪电驱动推靠器的设计研究[D]. 刘旭.中国石油大学(北京) 2018
[2]微电阻率扫描井壁成像测井仪研制与应用[D]. 王志宾.中国石油大学(华东) 2014
本文编号：3289590
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Smith预估补偿控制器
第二章三臂井径多功能推靠器控制模块控制算法研究在推靠臂的控制系统的LADRC设计中，设计状态误差反馈控制律为线性状态误差反馈控制律，即P控制器形式。对于纯积分环节采用比例线性控制律即可实现对给定误差的跟踪.控制量u为：u=k1(rz1)z2b0(2-14)式中：r为给定的参考输入值，k1为比例控制器增益，b0为b的估计值一阶系统LADRC结构为如图2-2所示。图2-2一阶系统线性自抗扰控制结构2.3.3时滞系统的一阶LADRC-Smith模型参数设计从式2-4一阶时滞被控对象的传递函数和式2-8其微分形式中可以看出可以看出，进入LESO的输出量y(t-τ)和控制量u由于时滞的存在而导致在时域上并不匹配，这里引入Smith预估补偿器，Smith预估补偿器能消除纯滞后环节对控制系统的影响，而且会使控制作用在时间坐标上推移了一个时间τ，使得进入LESO的两个信号为y(t)和u(t)，在时间轴上保持一致。要使Smith预估补偿器的效果最好，其参数全部匹配被控对象参数，可得表达式为：Gm(s)=KmTms+1(1eτms)(2-15)根据设计得Smith预估补偿器原理结构如图2-3所示。图2-3Smith预估器实际应用结构图根据上面一个小节的讨论，加入Smith预估补偿器后被控输出y和u在时间11
第二章三臂井径多功能推靠器控制模块控制算法研究在推靠臂的控制系统的LADRC设计中，设计状态误差反馈控制律为线性状态误差反馈控制律，即P控制器形式。对于纯积分环节采用比例线性控制律即可实现对给定误差的跟踪.控制量u为：u=k1(rz1)z2b0(2-14)式中：r为给定的参考输入值，k1为比例控制器增益，b0为b的估计值一阶系统LADRC结构为如图2-2所示。图2-2一阶系统线性自抗扰控制结构2.3.3时滞系统的一阶LADRC-Smith模型参数设计从式2-4一阶时滞被控对象的传递函数和式2-8其微分形式中可以看出可以看出，进入LESO的输出量y(t-τ)和控制量u由于时滞的存在而导致在时域上并不匹配，这里引入Smith预估补偿器，Smith预估补偿器能消除纯滞后环节对控制系统的影响，而且会使控制作用在时间坐标上推移了一个时间τ，使得进入LESO的两个信号为y(t)和u(t)，在时间轴上保持一致。要使Smith预估补偿器的效果最好，其参数全部匹配被控对象参数，可得表达式为：Gm(s)=KmTms+1(1eτms)(2-15)根据设计得Smith预估补偿器原理结构如图2-3所示。图2-3Smith预估器实际应用结构图根据上面一个小节的讨论，加入Smith预估补偿器后被控输出y和u在时间11
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种大时滞过程的控制方法[J]. 魏尧,张珊,尤朋飞. 长春工业大学学报. 2019(06)
[2]六臂井径测井仪推靠器设计[J]. 王野梁. 科技视界. 2018(23)
[3]一阶惯性大时滞系统Smith预估自抗扰控制[J]. 王永帅,陈增强,孙明玮,孙青林. 智能系统学报. 2018(04)
[4]一种用于5700地面系统的新型微球-四臂井径测井仪设计[J]. 熊鑫,宜伟. 石油管材与仪器. 2017(03)
[5]石油测井用多功能推靠器设计[J]. 蔡池渊,陈敬致,刘春雨,王玉珏. 科技资讯. 2016(06)
[6]2228XA岩性密度测井仪传动系统及推靠臂结构改造[J]. 马丽婷. 石油管材与仪器. 2016(01)
[7]三臂井径仪测量误差研究[J]. 张道奎. 辽宁化工. 2015(05)
[8]过热汽温系统的Smith预估器参数多目标优化控制[J]. 刘长良,马增辉. 模式识别与人工智能. 2015(03)
[9]独立四臂井径仪在HH2530测井系统中的应用[J]. 吴沁轩,蒋玮,魏孟周,李永生,米哈伊尔,王勇,王浩,谭小兵. 国外测井技术. 2014(03)
[10]带有色量测噪声的非线性系统Unscented卡尔曼滤波器[J]. 王小旭,梁彦,潘泉,赵春晖,李汉舟. 自动化学报. 2012(06)
博士论文
[1]结构振动的时滞反馈控制及其实验研究[D]. 陈龙祥.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]电法测井仪电驱动推靠器的设计研究[D]. 刘旭.中国石油大学(北京) 2018
[2]微电阻率扫描井壁成像测井仪研制与应用[D]. 王志宾.中国石油大学(华东) 2014
本文编号：3289590
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