深水管道軸向?qū)?zhǔn)工具控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著世界石油資源的日漸衰竭，海洋逐漸成為全球石油勘探的重點(diǎn)目標(biāo)。從淺海走向深海是海洋油氣開發(fā)的總趨勢。由于我國深海油氣勘探的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備都比較落后，深海油氣開發(fā)仍處于初級階段。論文主要內(nèi)容來源于國家863課題“深水海底管道鋪設(shè)技術(shù)”，主要研究管道初連接機(jī)具中軸向?qū)?zhǔn)工具部分，為我國開發(fā)深海油氣資源做準(zhǔn)備。 論文介紹了管道初連接機(jī)具的國內(nèi)外發(fā)展情況。提出了軸向?qū)?zhǔn)工具控制系統(tǒng)的研究內(nèi)容。此控制系統(tǒng)是在機(jī)械本體設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行

2、的，根據(jù)軸向?qū)?zhǔn)工具所完成的動作，完成了液壓系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，分析了液壓系統(tǒng)的工作原理，確定了液壓系統(tǒng)的主要功能回路，并對液壓泵、開關(guān)閥等液壓元件進(jìn)行選型。 調(diào)整裝置是軸向?qū)?zhǔn)工具的重要部分，其橫向和縱向調(diào)整裝置(前端或后端)均采用兩個液壓缸作為執(zhí)行元件，因此調(diào)整裝置的控制問題也就是雙缸同步控制問題。通過對幾種常用的開環(huán)和閉環(huán)同步回路對比分析，確定了橫向和縱向調(diào)整裝置均采用雙比例閥控制的主從式閉環(huán)同步回路。 本文對縱向調(diào)整

3、裝置的電液比例控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，建立了比例閥、比例閥控制非對稱缸和傳感器的數(shù)學(xué)模型，確定出了比例閥控制液壓缸的位置和同步系統(tǒng)的仿真模型，利用MATLAB中SIMULINK工具箱對液壓缸活塞桿上行和下行運(yùn)動進(jìn)行仿真分析，采用位置式PID和改進(jìn)PID對系統(tǒng)進(jìn)行了校正，提出了減小比例閥中位死區(qū)的定值補(bǔ)償方法。 最后進(jìn)行了PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定了控制系統(tǒng)的總體方案，完成PLC和A/D、D/A的硬件的選型，PLC的I/O分配和硬件接線