基于变结构与PID控制的盘刹ABS仿真.pdf

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2013年第41卷第2期●油气田开发工程基于变结构与PID控制的盘刹ABS仿真吴修德苏一凡周丰吴文秀(1．长江大学机械工程学院2．中海石油(中国)有限公司湛江分公司)摘要：为了提高修井机液压盘式刹车操纵稳定性，减少对起升系统的冲击载荷，在液压盘式刹车系统中引入ABS控制模式，设计了滑模变结构控制与实时参数整定PID控制相结合的控制方法。利用机械系统动力学仿真软件ADAMS和控制系统仿真软件Simulink构建机电联合仿真模型，并对制动控制系统进行机电联合仿真。仿真结果表明，当系统实施ABS控制策略时，可以降低

2、制动系统的角加速度，从而降低起升系统在制动过程中的动载荷，减小对井架等机械结构的冲击。关键词：液压盘式刹车；滑模变结构；PID；ABS控制；机电联合仿真中图分类号：TE935文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2013．02．024SimulationofVariable．StructureandPIDContro1．basedDiscBrakeABSControlWuXiudeSuYifanZhouFengWuWenxiu(1．CollegeofMechanicalEngineering，YangtzeUniversity2

3、．DepartmentofProduction，CNOOCZhanfiangSubsidiary)Abstract：Toimprovetheoperatingstabilityofthehydraulicdiscbrakeofworkoverrigandreducetheimpactloadofthehoistingsystem．theABScontrolmodewasintroducedintothehydraulicdiscbrakesystem．Theeontrolmethodwhichcombinesslidingmodevariablestructur

4、econtrolandrea1．timeparametricsettingPIDcontrolwasde．signed．ThemechanicalsystemdynamicsimulationsoftwareADAMSandthecontrolsystemsimulationsoftwareSim．ulinkwereusedtoestablishtheelectromechanicalco．simulationmode1．Thesimulationofthebrakecontrolsystemwasthenconducted．Thesimulationresul

5、tshowsthatwhenthesystemimplementstheABScontrolstrategy．thean—gularaccelerationofthebrakesystemcanbereduced．Asaresultthedynamicloadofthehoistingsystemintheprocessofbrakingcanbedecreasedandtheimpactonthemechanicalstructuressuchasderrickcanbereduced．Keywords：hydraulicdiscbrake；slidingmo

6、devariablestructure；PID；ABScontrol；electromechanica1CO—simulation修井机的液压盘式刹车是一种采用钳盘式结构析，基于ADAMS建立下钻工况的制动过程仿真模的刹车装置，在钻压与钻速调节过程中存在目标控型，并进行仿真分析计算，可以获得起升系统制动制波动大、响应滞后等问题【lJ。为了提高其操纵过程中的角位移、角速度和角加速度等特性参稳定性，减少对起升系统的冲击载荷，在液压盘式数。仿真结果表明，采用液压盘式刹车时，系刹车系统中引入ABS技术。笔者拟以滑模变结构统的动载对制动性能的影响相对较小；而由于等效和实时

7、整定PID控制相结合的液压盘式刹车ABS质量G的变化对加、减速运动的影响较大，从而控制策略，构建液压盘式刹车系统的机电联合仿真对制动性能的影响也较大。在制动过程中，当G模型，并进行相应的仿真分析。变化较大时，若制动力矩不变，则会引起大钩的速度和加速度变化，使得制动过程不平稳。为了改善1ABS控制模式和提高起升系统的制动性能，关键是需要针对G的变化来调整工作制动力矩。为此，引入ABS控通过对XJ250修井机起升系统进行动力学分制策略，动态调整制动力矩。根据XJ250起升系统2013年第41卷第2期吴修德等：基于变结构与PID控制的盘刹ABS仿真的制动控制要求和AB

8、S功能要求，设计的盘式刹