深井糾偏系統(tǒng)的仿真及優(yōu)化.pdf

1、自動防斜垂直鉆井系統(tǒng)(簡稱AADDS)是我國自主研制的特別針對我國地形構(gòu)造特點的石油鉆井工具。其主要由封裝在導(dǎo)向活套內(nèi)的可控穩(wěn)定器、井下微處理器和井斜角測量傳感器組成。在鉆井的時候，如果井斜角測量傳感器檢測到的井斜角達(dá)到預(yù)設(shè)的偏差值，井下微處理器就發(fā)出指令讓可控穩(wěn)定器工作，可控穩(wěn)定器則使安裝在其內(nèi)部的液壓系統(tǒng)輸出降斜力，使井眼軌道逐漸回到垂直狀態(tài)而實現(xiàn)糾偏。本文針對可控穩(wěn)定器液壓系統(tǒng)設(shè)計過程中因沒有參考資料而使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)較多這一現(xiàn)象，對

2、液壓系統(tǒng)進(jìn)行了仿真優(yōu)化，增強了液壓系統(tǒng)設(shè)計的理論性和合理性。 液壓系統(tǒng)中特殊雙列偏心滿裝滾珠軸承設(shè)計變量中離散變量和連續(xù)變量共同存在的現(xiàn)象無疑給優(yōu)化設(shè)計工作帶來困難，傳統(tǒng)優(yōu)化方法不能解決此問題，筆者根據(jù)設(shè)計要求和結(jié)合客觀限制，先通過編寫程序使離散變量連續(xù)化，再通過調(diào)用MATLAB優(yōu)化工具箱綜合處理了該難題，使該軸承優(yōu)化后得出了較好的參數(shù)，優(yōu)化后其承載能力有了23.4％的提高。 整個液壓系統(tǒng)優(yōu)化時其動態(tài)過程較為復(fù)雜、活動元

3、件較多，一般不能用確定的數(shù)學(xué)公式建立目標(biāo)函數(shù)。筆者提出把ITAE準(zhǔn)則、遺傳算法、Simulink仿真模型、MATLAB優(yōu)化工具箱統(tǒng)一結(jié)合起來，并把ITAE準(zhǔn)則作為遺傳算法的適應(yīng)函數(shù)，實現(xiàn)了系統(tǒng)響應(yīng)的快速性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性綜合統(tǒng)一。通過建立系統(tǒng)的simulink仿真模型，得到直觀的系統(tǒng)響應(yīng)曲線圖。觀察系統(tǒng)響應(yīng)并針對其不足擬訂優(yōu)化的期望效果，創(chuàng)建能最大限度靠近期望效果的具體目標(biāo)函數(shù)，然后編程實現(xiàn)simulink仿真模型與優(yōu)化程序的對接，最后

4、通過程序調(diào)用模型仿真并對結(jié)果進(jìn)行實時優(yōu)化運算。這一方法不但可為許多抽象優(yōu)化問題建立明確的目標(biāo)函數(shù)并能輕松地實現(xiàn)待優(yōu)化系統(tǒng)的不同性能分別優(yōu)化，而且使用靈活方便，與現(xiàn)場實際結(jié)合緊密。在整個液壓系統(tǒng)優(yōu)化過程中此方法體現(xiàn)出傳統(tǒng)方法所不能及的優(yōu)越性。 本文的優(yōu)化方法較以往的方法在某些方面更加結(jié)合實際，為解決實際問題提供了新的思路。 本文還取得了下述成果： (1)本文認(rèn)為偏心軸承若設(shè)計成鋼珠直徑5.5mm、節(jié)圓直徑161.5