钻井转盘液压马达同步控制系统研究

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1、分类号:TH1210710-2013125046硕士学位论文钻井转盘液压马达同步控制系统研究李杰导师姓名职称张新荣教授申请学位类别硕士学科专业名称机械电子工程论文提交日期2016年5月18日论文答辩日期2016年6月6日学位授予单位长安大学StudyonSynchronousControlSystemofHydraulicMotorsinRotaryTableAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiJieSupervisor：Prof.ZhangXinrongChang’anUnive

2、rsity,Xi’an,ChinaG()ff5~CJ/~8{FiJ~JM·~¥~*~WffiW*%£'~*W~4~#~~¥~~m4~~~~4~W~&~~*~m~~y*·~~~~~~$wmoow·mooM0·~~-*~~gM~m~~~~·~~~~~~m~·~M%~~¥~W4~~W¥W~~m~~~Y*0EU'.~Y*EJ3:E}~tb¥~~ErE1i*"*W4S*~M0~B$•~Y~~~~~~w~~*M~~~±t:P4~*·~~~gw~mt:P~~gBit'$.tl:kY~~¥W~~:mRi4!i!}:!f±r!!~4:(}1~X·~4~[¥l

3、~&12~~~~gt:P4:(}1~~"*W~&~W~I:!f±r!!YW~~·~~W~~~~W4~W~~~~WY*=~1iY*摘要在现代先进钻井转盘中，液压马达同步控制是关键技术之一，对提高转盘的整体性能、钻井效率等多方面性能有十分重要的作用。本文针对钻井转盘中四个液压马达的同步性问题，提出了基于模糊推理的变论域模糊PID控制算法，将该算法应用到液压马达的同步控制系统中，以提高液压马达的同步精度。首先详细介绍了钻井转盘的研究发展现状，对现代先进转盘中的液压控制系统及液压同步控制技术的研究和发展现状进行介绍。通过分析研究钻井转盘的结构特点、

4、工作原理及液压马达受力特点，完成了转盘液压系统的设计，并对液压元件进行了计算选型。根据所设计的液压系统建立了单回路阀控液压马达系统的数学模型，经过分析证明了该系统是一个非线性、高阶的系统，需要进行校正。由于液压同步系统具有非线性和时变性特点，同时受到不确定因素的影响，本文提出了基于模糊推理的变论域模糊PID控制算法，并详细介绍了变论域模糊控制的理论基础和基本原理。分别设计了模糊推理控制器、系统模糊控制器、PID控制器，最后形成了基于模糊推理的变论域模糊PID控制。本文通过AMEsim-Simulink联合建模仿真和基于多执行器PLC分流控制

5、模拟实验台实验两种方法分别对PID、模糊PID、基于模糊推理的变论域模糊PID三种控制算法进行仿真和实验研究。从两种实验方法的实验结果可知，基于模糊推理的变论域模糊PID算法优于其他两种算法，该算法提高了系统的同步精度和稳定性。通过研究分析可得基于模糊推理的变论域模糊PID控制算法能够以较高的同步精度实现同步控制，具有良好的稳定性、适应性和鲁棒性。关键词：转盘，同步控制，基于模糊推理的变论域模糊PID控制，仿真，实验iAbstractSynchronizationcontrolsystemofthehydraulicmotorisoneof

6、thekeytechnologiesintherotarytable,itplaysaveryimportantroleinimprovingthedrillingefficiencyandlongevityofrelatedparts.Thisthesismainlydiscussessynchronouscontrolsystemoffourhydraulicmotorsinrotarytable,amethodofvariableuniversefuzzyPIDcontrolbasedonthefuzzycontrolisputfor

7、ward,andputthisalgorithmapplytosynchronouscontrolsystemofthehydraulicmotorinordertoimprovethesynchronizationprecision.Thisthesisbeginswithintroductionofthedevelopmentandresearchsituationinthefieldofrotarytablesimplywithitshydrauliccontrolsystemandsynchronizationcontrolofth

8、ehydraulicsystem.Throughanalyzingandstudyingthestructuralfeatures、workingprinciplesandstr