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钻机负载自适应液压控制系统的研究

胡志坚  
【摘要】: 为了满足大功率钻进以及复杂钻进控制的需要,本文从提高钻机液压系统负载自适应能力的角度出发,提出了钻机负载自适应液压控制系统设计方案,并采用电液比例控制和Fuzzy-PID算法,实现了对钻压、转速和钻速的闭环控制。 首先,针对目前钻机液压系统钻进控制性能不稳定,能量损耗大,钻进效率低等缺陷,从适应钻探负载特性这一客观要求出发,对液压系统的性能要求进行了分析和总结。 其次,通过建立控制模型,对负载敏感系统的静、动态特性,主要影响因素以及设计参数选取等进行了细致的分析和研究。在此基础上,设计了新型全液压岩芯钻机负载敏感液压系统。 接着,针对随钻测量系统要求振动小、钻进平稳可靠、钻孔垂直等复杂的工作特性,结合负载敏感系统和电液比例控制系统的技术优势,提出了随钻测量钻机电液比例闭环控制系统设计方案。为研制智能化随钻测量钻机提供坚实的技术保障。 最后,利用电液比例控制技术建立了钻进控制模拟试验台。并以此为基础,设计了钻进参数检测系统和电液比例闭环控制系统,并采用改进的PID和Fuzzy-PID控制算法实现了钻压、转速和钻速的闭环反馈控制,为今后设计更为先进智能化的钻进控制算法和策略奠定了良好基础。


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