交流變頻鉆機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制方法研究.pdf

1、針對鉆機鉆井復(fù)雜多變的特性，要提高鉆機對鉆進過程的控制能力，降低能量損耗，延長鉆具壽命，提高鉆井時效，優(yōu)化鉆井工藝，滿足工程需求，實現(xiàn)安全、高效、優(yōu)質(zhì)鉆井，就需要對鉆機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法以及鉆機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的控制技術(shù)進行深入的研究。主要的研究工作和創(chuàng)新點為：
　　（1）針對鉆機旋轉(zhuǎn)非線性系統(tǒng)建立了雙自由度和多自由度動力學(xué)模型及負(fù)載特性模型，分析了鉆頭扭矩與轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)扭矩振動特性。
　?。?）為了提高鉆

2、井過程的安全性和穩(wěn)定性，有效地抑制鉆井過程的有害振動，提出基于滑模PI控制交流變頻鉆機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的模型，設(shè)計并進行了仿真實驗。實驗結(jié)果表明：交流變頻驅(qū)動系統(tǒng)與直流驅(qū)動系統(tǒng)相對比，系統(tǒng)運行更可靠，鉆頭粘滑振動得到有效的抑制；基于不同趨近律滑模PI控制器結(jié)合了滑?？刂坪蚉I控制的優(yōu)點，可以縮短到達滑模面的時間，改善系統(tǒng)的靜態(tài)響應(yīng)以及動態(tài)響應(yīng)，提高系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。
　?。?）針對多自由度鉆機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，提出了交流變頻多自由度鉆機旋轉(zhuǎn)系