基于模糊pid的牙轮钻机推进回转控制的研究

《基于模糊pid的牙轮钻机推进回转控制的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TP273+.2单位代码：10183研究生学号：2013412085密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）基于模糊PID的牙轮钻机推进回转控制的研究StudyonthePropulsionandTurningControlofRotaryDrillBasedonFuzzyPID作者姓名：周良伟专业：机械电子工程研究方向：自适应控制（自整定）系统指导教师：宫文斌教授培养单位：机械科学与工程学院2016年5月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论

2、文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行Ｖ出租、改编等有碍作者著作权的商业性使巧（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博硕±学位论文原创性声明：所呈交学位论文本人郑重声明，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。餘文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本。文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中臥明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：＾

3、曰期：年月曰Ｇ边—————————————————————基于模糊PID的牙轮钻机推进回转控制的研究—————————————————————StudyonthePropulsionandTurningControlofRotaryDrillBasedonFuzzyPID作者姓名：周良伟专业名称：机械电子工程指导教师：宫文斌教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年5月28日摘要牙轮钻机的钻进控制系统在很大程度上决定了钻机的性能，目前国内液压钻机普遍采用了节流调速方式[1]，因此存在能量利用效率低、钻进控制效

4、果较差的问题，本文采用容积调速方案，通过调整变量泵的排量进行压力或流量调节，适应钻进作业时负载的变化。钻机作业的地质构造复杂，传统的压力直接反馈控制方式，应对复杂钻进工况时表现的效果较差，使用电液比例控制方式，将其转化为压力-电反馈，实现对压力、速度、位移、转矩等参数的调整与补偿，保证高效作业的同时，使钻进过程更加平稳、可靠。本文首先分析液压元件的工作原理，建立了液压分立元件的传递函数模型，并使用MATLAB/Simulink搭建液压系统整体数学模型，分析其开环阶跃响应特性；进一步使用AMESim对液压功能部件与

5、整个回路进行物理建模，两类模型互相验证其正确性与准确性。基于物理型式的建模在直观性、准确性上具有明显优势，因此后文着重采用该方式对系统特性进行分析。传统PID控制器结构简单、鲁棒性好，缺点是当系统处于运行状态时，控制器的所有参数固定不变，在应对复杂多变的工况时，不能保持参数最优。因此本文使用PID算法为对照组，另外设计了模糊自适应PID算法，实现PID控制器相关参数的在线实时调整，结合AMESim与Simulink分别在物理建模与控制分析上的优势，对液压钻进控制系统进行仿真与分析，最终得到的结果符合预期的效果，在

6、一定程度上提升了钻进控制系统的性能。关键词：模糊PID；AMESim；钻进控制；SimulinkIAbstractTheperformanceofrigismainlydeterminedbyitsdrillingcontrolsystem,however,throttlevelocitygoverningmodeisadoptedbymostofdomesticrig,resultinginlowenergyefficiencyandpoorcontroleffectofdrilling.Thispaperde

7、signedahydraulicvolumetricspeedcontrolsystemtoadjustthepressureorflowratethroughregulatingthedisplacementofvariablepump,toadapttoloadchangewhiledrilling.Withcmplexgeologicalstructure.Traditionalcontrolmethodistofeedbackthepressuredirectly.Rigpoorworkingcondit

8、ions,conventionalpressuredirectfeedbackcontrol,poorworkingconditionswhendealingwithcomplexdrillingperformanceresults,theuseofelectro-hydraulicproportionalcontrolmode,convertitintoapressur