游梁式油田抽油機(jī)智能優(yōu)化控制研究.pdf

1、論文研究的對象游梁式抽油機(jī)是油田普遍應(yīng)用的一種地面采油設(shè)備。它由驢頭、游梁、連桿、曲柄、減速器、電動機(jī)等地面部分及抽油桿柱、抽油泵等地下部分構(gòu)成。游梁式抽油機(jī)的電機(jī)通過減速器、四連桿來驅(qū)動驢頭上下往復(fù)運(yùn)動將油抽到地面。游梁式抽油機(jī)耗能嚴(yán)重，節(jié)能控制成為需要解決的重要問題之一。抽油機(jī)的工作環(huán)境和油井的工況都存在一些特殊情況，大部分傳統(tǒng)的節(jié)能方法存在著一些缺點以及使用限制。
　　游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致建模困難，通常將它的主體簡化

2、為四連桿機(jī)構(gòu)來分析。論文首先借鑒四連桿的模型推理方法，建立了游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型，并進(jìn)行了模型仿真驗證。其次，論文對動力源–異步電動機(jī)采用矢量變頻控制技術(shù)，減小抽油機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩和啟動電流，使交變負(fù)載與電機(jī)更加匹配，提高抽油機(jī)的系統(tǒng)效率。異步電機(jī)是一個復(fù)雜且耦合性很強(qiáng)的系統(tǒng)，用基于模型的傳統(tǒng)控制方法對其進(jìn)行控制，達(dá)不到理想效果。隨著智能控制方法的快速發(fā)展，模糊邏輯等控制方法等對復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的控制取得了良好的效果。針對電機(jī)轉(zhuǎn)速波動

3、較大，引起曲柄波動，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，論文在異步電機(jī)所建模型基礎(chǔ)上，設(shè)計了自適應(yīng)模糊PI控制器，并對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明系統(tǒng)動態(tài)特性得到了很大的改善，從而驗證了該控制器的有效性。由于單一的自適應(yīng)模糊控制在參數(shù)調(diào)整方面有其不足，將粒子群算法應(yīng)用到自適應(yīng)模糊控制器參數(shù)的優(yōu)化中。該智能優(yōu)化調(diào)整方法在對信息進(jìn)行推理演繹的基礎(chǔ)上進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，仿真結(jié)果說明了該控制器具有很好的自適應(yīng)性和魯棒性。針對粒子群容易陷入局部最優(yōu)值，論文進(jìn)一步將遺

4、傳算法與粒子群算法相結(jié)合，對自適應(yīng)模糊控制器進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，搜尋系統(tǒng)運(yùn)行的最佳解。仿真結(jié)果顯示，粒子群優(yōu)化控制器比自適應(yīng)模糊控制器效果好；粒子群與遺傳算法混合優(yōu)化的控制器要比粒子群優(yōu)化的控制器的收斂速度快，控制效果好。論文通過仿真研究，驗證了該智能優(yōu)化控制系統(tǒng)的有效性。
　　最后，結(jié)合課題研究，通過MTLAB/SIMULINK中的TI C2000工具箱搭建模型，設(shè)置DSP硬件參數(shù)，連接DSP28335目標(biāo)板，在CCS中自動生成可運(yùn)行