改进电动钻机柴油发电机组调速系统研究

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1、万方数据2012年3月15日第35卷第6期现代电子技术ModernElectronicsTechniqueMar．2012V01．35No．6改进的电动钻机柴油发电机组调速系统研究马祥1，高林2(1．长安大学信息工程学院，陕西西安710064；2．西安陕鼓动力股份有限公司，陕西西安710075)摘要：针对传统电动钻机柴油发电机组调速系统，在不同工况下由于模型参数变化而引起的新的控制问题，设计了一个基于模糊控制与PI调节相结合的调速系统。该系统主要利用了模糊控制对被控对象非线性和时变性有很强适应能力的特点，在转速误差较大时进行模糊控制，当系统调节到稳定状态附近时进行PI

2、调节。仿真实验结果表明该系统比传统PID控制和模糊控制在控制精度、稳定性方面都有很大提升。关键词：电动钻机；柴油发电机组；模糊控制；PID中图分类号：TN911—34；TPl5文献标识码：A文章编号：l004—373x(2012)06—0186—03ResearchonimproveddieselgeneratorgovernorofelectricrigMAXian91。GAOLin2。(1．SchoolofInformationEngineering，Chang’anUniversity，Xi’an710064，China；2．Xi’anShanguPowerCO

3、．，Ltd，Xi’an710075，China)Abstract：Focusonthecontrolproblemscausedbythechangesofmodelparametersoftraditionaldieselgeneratorsetforelectricdrillingrigsindifferentworkingconditions，aspeedcontrolsystembasedonfuzzyandPIcontrolisproposed．ThefuzzycontrolwhichhasstrongadaptiveabilitytOthenonlinea

4、randtimevariationofthecontrolledobjectsisadoptedinthesystem．Thefuzzycontrolisexecutedwhenthespeederrorislarger，andPIadjustmentisexecutedwhenthesystemisadjus-tedtotheapproximatesteadystate．Experimentalresultshowsthatthecontrolaccuracyandstabilityofthesystemhasbeenimprovedmuchmorethanthos

5、eoftraditionalpIDcontrolandfuzzycontr01．Keywords：electricdrillingmachine；dieselgeneratorset；fuzzycontr01；PID0引言1F-PI复合控制器柴油发电机组是油田钻井设备的重要组成部分，是电动钻机的动力之源。对于柴油发电机组而言，柴油机的速度控制直接影响输出电的品质，调速性能是决定整个发电机组电气性能的关键，它的好坏决定了柴油机的频率特性、电压特性及带载能力[1]。传统的控制系统普遍采用PI或PID调节的控制方法，其受被控系统模型的非线性和时变性影响较大，而电动钻机柴油发

6、电机组在不同工况、不同工作环境中的模型参数都会有较大变化，因而传统的PID控制方法很难保证所设定的调速参数在整个系统变化范围内达到最优，而模糊控制在平衡点附近难以达到较高的控制精度。因此，为了对柴油机进行准确的速度控制，增强抗干扰能力和鲁棒性，提高响应速度和稳态精度，本文提出了基于模糊控制与PI调节相结合的柴油机的调速系统，避免了常规控制理论中因建模带来的麻烦，依靠长期积累的操作经验，对被控系统模糊参数的变化有很强的适应能力，而且在平衡点附近有较高的控制精度。收穑日期：201卜10—10基金项目：国家自然科学基金资助项目(61101215)；中央高校基本科研业务费专项

7、资金(CHD2011JCl46)和长安大学基础研究支持计划专项基金模糊控制器具有能适应被控对象非线性和时变性的优点，而且鲁棒性较好。但是它的稳态控制精度较差，控制欠细腻，尤其在平衡点附近难以达到较高的控制精度，同时缺少积分控制作用，不宜消除系统的静差。由于二维模糊控制器有两个分量：偏差和偏差变化率，相当于有了PID控制器中的比例和微分两个环节，缺少积分环节，所以该设计采用F—PI复合控制器，可以消除稳态误差，获得较高的稳态精度，又能具有较快的动态响应。这种设计比单个模糊控制器具有更高的稳态精度，消除盲区，同时又比经典的PI或PID控制器具有更快的动态