电磁式抽油机负载模拟系统智能控制方法研究.pdf

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1、分类号TE933学号151020102密级全日制学术型硕士学位论文题目电磁式抽油机负载模拟系统智能控制方法研究作者姓名吕冰欣导师姓名魏航信副教授学科职称(专业)机械电子工程名称提交论文2018年5月日期学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，

2、本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出（含解密年限等）。I中文摘要论

3、文题目：电磁式抽油机负载模拟系统智能控制方法研究专业：机械电子工程硕士生：吕冰欣(签名)_____________导师：魏航信(签名)_____________摘要油田中使用最多的人工举升方式为游梁式抽油机。为了提高抽油机的使用性能，出厂前需对其进行性能测试。但由于抽油机实际工况较为复杂，且常规的悬挂重物等加载方式难以满足要求。因此，本文设计了一种新型的电磁式抽油机负载模拟装置，通过采集现场示功图，模拟抽油机在实际工况下的状态，使得抽油机的模拟加载力与实际工况下的受力相一致。本文主要做了以下工作：1.通过前期的资料收集与分析，对电磁式抽油机负载模拟系统的总体方案进行设计。

4、详细地推导了其各个元件的传递函数，并且建立了电磁式抽油机负载模拟系统的整体数学模型。在MATLAB下对该模型的阶跃响应进行分析，发现采用传统的PID控制器输出响应平稳性较差。2.由于电磁阻尼器自身存在的非线性和磁滞性，以及传统PID控制方法对该系统控制控制效果差，本文设计了模糊PID控制器和基于BP神经网络的模糊PID控制器。利用这些智能控制器具有的强大的学习能力和适应于非线性系统的特点，可提高控制效果。3.在MATLAB软件的Simulink模块中对系统进行建模，将阶跃响应信号作为输入信号对三种控制器的控制效果进行对比。发现使用传统PID控制器的系统在运行初期存在较大的

5、震荡，调节时间为3s，超调量高达16kN，PID控制器的三个参数为：KP=0.5，KI=0.5，KD=0.05。使用模拟PID控制器的系统调节时间为4s，超调量为2kN，其PID控制器参数为：KP=10，KI=1，KD=2。使用基于BP神经网络的模糊PID控制器系统的调节时间为2s，其PID控制器参数：KP=6.2，KI=2.3，KD=1.5。最后在实验室抽油机模型上验证了基于BP神经网络的模糊PID控制器的控制效果优越于模糊PID控制器，优越于传统PID控制器，与仿真结果一致。关键词：抽油机；电磁阻尼器；负载模拟；模糊逻辑；神经网络论文类型：应用研究II英文摘要Subj

6、ect：StudyonIntelligentControlMethodofElectromagneticPumpingUnitLoadSimulationSystemSpeciality:MechatronicEngineeringName：LvBingxin(signature)________________Instructor：WeiHangxin(signature)_______________ABSTRACTThebeampumpingunitsarewidelyappliedintheoilfield.Inordertoimprovetheperforman

7、ceofthepumpingunit,itneedstobetestedforperformancebeforeleavingthefactory.However,theactualworkingconditionsofthepumpingunitaremorecomplicated,itisdifficulttomeettherequirementsofconventionalloadingmethodssuchasheavyloads.Therefore,anewtypeofelectromagneticpumpingun