游梁式抽油機扭矩軟測量系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、游梁式抽油機具有結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長、維護方便等優(yōu)點，在油田得到廣泛應(yīng)用。但其工作效率低，能耗大等缺點在全球能源缺乏背景下顯得日益突出，因此游梁式抽油機節(jié)能改造就顯得非常重要。對游梁式抽油機工作狀態(tài)下的電動機三相電壓、電流、有用功率、無用功率、輸出扭矩、光桿載荷與位移等參數(shù)進行測量，了解它的運行狀態(tài)則是設(shè)計游梁式抽油機節(jié)能設(shè)備的基礎(chǔ)。
　　 目前眾多工況參數(shù)中，電動機輸出扭矩測試方法存在成本高、安裝拆卸困難等難以解決的問題。而軟測量

2、技術(shù)恰是解決由于技術(shù)和經(jīng)濟方面原因難以用傳感器直接測量某個量最具有吸引力和卓有成效的方法。因此展開了軟測量技術(shù)在游梁式抽油機扭矩測量上的應(yīng)用研究，內(nèi)容如下：
　　 首先，介紹了課題研究背景即游梁式抽油機工況參數(shù)測試現(xiàn)狀，給出了采用軟測量方法來測量扭矩的解決方案并介紹了軟測量技術(shù)研究現(xiàn)狀。
　　 其次，闡述了軟測量的原理和特點、設(shè)計步驟與建模方法；在分析了游梁式抽油機用電動機的能量傳遞關(guān)系和損耗、抽油機的幾何結(jié)構(gòu)、運動規(guī)律

3、以及受力情況后建立了兩種不同的扭矩軟測量機理模型；采用逐步回歸法對實測數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合抽油機機理確定有用功率、光桿載荷與位移作為軟測量二次變量；建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于支持向量機的抽油機扭矩軟測量模型并用遺傳算法進行了模型優(yōu)化，得出模型參數(shù)最優(yōu)值；用預(yù)處理后的抽油機工況參數(shù)測試數(shù)據(jù)對軟測量模型進行了泛化能力的測試驗證，并運用TMS320LF2407DSP處理器和CCS2200平臺對軟測量模型計算復(fù)雜程度進行了分析，得出了以下結(jié)論：

4、一、所有軟測量模型總體上都具有好的測量精度。二、機理模型計算簡單，計算時間不足3ms但精度相對較差。三、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型精度最高，計算量適中，計算時間只有5ms。支持向量機模型精度稍差于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，但計算量大，計算時間超過20ms。
　　 然后，研究了建模數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法；通過分析軟測量所需要達到的精度及其他因素選擇了軟測量輔助變量測量用的傳感器；根據(jù)軟測量系統(tǒng)模型計算復(fù)雜程度確定TMS320LF2407作為系統(tǒng)微處理器，