勝利油田石油平臺(tái)升降過(guò)程水平控制.pdf

1、隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)石油及其副產(chǎn)品的需求也會(huì)越來(lái)越大，各個(gè)國(guó)家都把石油開(kāi)發(fā)提升到了一個(gè)戰(zhàn)略地位，加大開(kāi)采力度。顯然，作為石油開(kāi)采工具的海上石油平臺(tái)具有高效的經(jīng)濟(jì)意義，海上石油平臺(tái)是油田開(kāi)發(fā)的主體工程，對(duì)平臺(tái)的研究將會(huì)提高我國(guó)海上作業(yè)平臺(tái)升降控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。由于國(guó)內(nèi)還沒(méi)有對(duì)海上作業(yè)平臺(tái)的控制進(jìn)行相關(guān)的分析，本文將針對(duì)這一課題進(jìn)行深入研究。 本課題來(lái)源于廣東工業(yè)大學(xué)與中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局井下作業(yè)公司就“勝利

2、作業(yè)三號(hào)平臺(tái)升降系統(tǒng)電氣控制部分改造”的橫向合作項(xiàng)目。本文首先簡(jiǎn)單介紹了勝利作業(yè)三號(hào)平臺(tái)的升降系統(tǒng)，接著對(duì)其進(jìn)行建模，然后根據(jù)建立的系統(tǒng)模型選擇了ITAE二次優(yōu)化控制對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，從仿真結(jié)果可以看出，控制系統(tǒng)的平穩(wěn)性和魯棒性比Smith預(yù)估控制要好。 石油平臺(tái)升降系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，建立一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型對(duì)于系統(tǒng)的控制有很大的影響。本文首先對(duì)石油平臺(tái)升降系統(tǒng)進(jìn)行水平解耦，得到三個(gè)樁腿的速度補(bǔ)償信號(hào)；接著對(duì)閥控液壓馬達(dá)

3、系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)理建模，然后建立了減速器的數(shù)學(xué)模型，最后綜合得出了單個(gè)樁腿控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)數(shù)學(xué)模型做了適當(dāng)?shù)淖儞Q。從建立的數(shù)學(xué)模型看，我們所建立的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)大時(shí)間延遲系統(tǒng)。 針對(duì)系統(tǒng)大時(shí)間延遲的特點(diǎn)，本文經(jīng)過(guò)對(duì)比之后，選擇采用ITAE最佳調(diào)節(jié)律建立的二次優(yōu)化控制對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。二次優(yōu)化控制對(duì)大時(shí)間延遲系統(tǒng)具有很好的控制效果，但是二次優(yōu)化控制主要針對(duì)一階慣性加延遲的對(duì)象，所以在第四章采用最優(yōu)降階方法對(duì)模型進(jìn)行降階處理，接著設(shè)

4、計(jì)了二次優(yōu)化控制器，并對(duì)控制器的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了推導(dǎo)計(jì)算；最后研究了二次優(yōu)化控制器的魯棒性。 對(duì)前面選擇的控制策略，本文的最后一章用SIMULINK建立了用二次優(yōu)化控制器進(jìn)行控制的仿真模型并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，從仿真結(jié)果可以看出，根據(jù)前面第四章的公式計(jì)算出來(lái)的參數(shù)的控制器對(duì)系統(tǒng)的控制效果并不太理想，經(jīng)過(guò)微調(diào)控制器的參數(shù)后，系統(tǒng)有很好的控制效果。經(jīng)過(guò)跟Smith預(yù)估控制的比較研究可以看出，對(duì)于本文所研究的系統(tǒng)，選用ITAE二次優(yōu)化控