基于Fibonacci的PID参数随钻自适应优选

发布时间：2024-03-30 21:15

　　目前,自动送钻多采用恒钻压自动送钻方式,传统的钻压PID控制系统具有结构简单、运行可靠等优点而被广泛应用。但由于实际的钻井过程中存在较大时滞,若依靠司钻人员凭经验确定PID参数,当地层发生变动时,原先的PID参数可能无法适用于新地层,使得系统出现响应速度慢、超调量大以及稳态误差等问题。因此,当钻遇地层发生变化时,采用传统的PID控制时系统存在参数整定周期长、无法有效克服负载、扰动的大范围变化以及实时参数优选的不足。针对上述问题,本文以恒钻压自动送钻为研究对象,构建了液压盘刹钻机控制模型,设计了遗传算法(Genetic Algorithm,GA)、粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)以及基于Fibonacci的量子遗传算法(Quantum genetic algorithm based on Fibonacci,FBQGA)三种智能优化算法,将其分别用于钻机PID控制参数优选,并实现在Simulink环境下自动调用优选出的PID参数,提高了钻机控制参数的快速、自适应整定。最后在MATLAB GUI环境下,设计了随钻自适应PID控制系统GUI界面,可...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1液压盘刹装置实物图

第二章石油钻机液压盘刹系统建模与仿真7具进行提升和下放；横向运动指通过动力机组带动钻杆上的转盘驱动钻杆进行水平旋转，进而带动井底钻具旋转破碎地质地层，保证钻头持续向下钻进[18]。辅助钻井部分作为钻机中不可缺少的一部分配合钻进部分工作从而达到更好的钻进效果。2.2钻机液压盘刹系统....

图2-2盘式刹车自动送钻装置的控制原理图

第二章石油钻机液压盘刹系统建模与仿真7具进行提升和下放；横向运动指通过动力机组带动钻杆上的转盘驱动钻杆进行水平旋转，进而带动井底钻具旋转破碎地质地层，保证钻头持续向下钻进[18]。辅助钻井部分作为钻机中不可缺少的一部分配合钻进部分工作从而达到更好的钻进效果。2.2钻机液压盘刹系统....

图2-3自动送钻装置原理图

换时压力不匹配会使钻压突变，影响控制系统的控制性能，甚至引发钻井事故[23]。(3)PID参数确定过程难度大。确定PID控制器比例系数Kp、积分时间常数Ki、微分时间常数Kd过程比较困难，只能凭经验反复试凑，而且一旦确定，即为常数，不符合钻井过程复杂多变的特点。针对此问题，钻井过....

图2-4系统受力分析示意图

第二章石油钻机液压盘刹系统建模与仿真92.2.2恒钻压自动送钻原理钻机在钻进的过程中，净悬重为钻压和悬重之和，并且在单根钻进的过程中净悬重保持不变。因为钻压不能直接测量，所以在送钻过程中，实际是通过控制悬重进而实现恒压送钻。传统送钻过程中，司钻工人通过操控钻机刹把手实现手动送钻。....

本文编号：3942948