導(dǎo)向鉆井井下渦輪力矩電機(jī)的電壓前饋控制.pdf

1、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井是一種在鉆柱旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下用近鉆頭處的自動(dòng)控制裝置控制鉆頭鉆進(jìn)方向的鉆井技術(shù)。穩(wěn)定平臺(tái)是導(dǎo)向工具的核心，起著導(dǎo)向控制的關(guān)鍵作用。如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定平臺(tái)在鉆井液流量大范圍變化條件下在任意角度位置的穩(wěn)定控制，是困擾調(diào)制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)研究的關(guān)鍵問題之一。
　　本文針對穩(wěn)定平臺(tái)渦輪電機(jī)力矩的控制問題，從電機(jī)的作用、結(jié)構(gòu)入手，逐一分析了電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩、控制信號(hào)、鉆井液流量、平臺(tái)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，建立符合實(shí)際情況的渦輪電機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型。針對

2、鉆井液流量大范圍變化影響平臺(tái)控制性能的問題，采用仿真的方法，分析了鉆井液流量與渦輪電機(jī)作用力矩的關(guān)系，提出了鉆井液流量前饋補(bǔ)償方法;針對流量前饋補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)困難的問題，進(jìn)一步提出了渦輪電機(jī)電壓前饋補(bǔ)償方法，并按照電壓前饋—角度反饋控制方法原理，構(gòu)建了實(shí)現(xiàn)該控制的數(shù)字—模擬混合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)電壓前饋控制的信號(hào)運(yùn)算電路。對該電路的測試表明，其信號(hào)運(yùn)算精度滿足控制要求，其溫度特性滿足井下工作環(huán)境要求。水力驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)表明，采用數(shù)字—模擬實(shí)現(xiàn)方法