勝利油田石油平臺升降過程水平控制.pdf

1、隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們對石油及其副產(chǎn)品的需求也會越來越大，各個國家都把石油開發(fā)提升到了一個戰(zhàn)略地位，加大開采力度。顯然，作為石油開采工具的海上石油平臺具有高效的經(jīng)濟意義，海上石油平臺是油田開發(fā)的主體工程，對平臺的研究將會提高我國海上作業(yè)平臺升降控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。由于國內(nèi)還沒有對海上作業(yè)平臺的控制進行相關(guān)的分析，本文將針對這一課題進行深入研究。 本課題來源于廣東工業(yè)大學與中國石化集團勝利石油管理局井下作業(yè)公司就“勝利

2、作業(yè)三號平臺升降系統(tǒng)電氣控制部分改造”的橫向合作項目。本文首先簡單介紹了勝利作業(yè)三號平臺的升降系統(tǒng)，接著對其進行建模，然后根據(jù)建立的系統(tǒng)模型選擇了ITAE二次優(yōu)化控制對系統(tǒng)進行控制，從仿真結(jié)果可以看出，控制系統(tǒng)的平穩(wěn)性和魯棒性比Smith預估控制要好。 石油平臺升降系統(tǒng)是一個十分復雜的液壓系統(tǒng)，建立一個準確的數(shù)學模型對于系統(tǒng)的控制有很大的影響。本文首先對石油平臺升降系統(tǒng)進行水平解耦，得到三個樁腿的速度補償信號；接著對閥控液壓馬達

3、系統(tǒng)進行機理建模，然后建立了減速器的數(shù)學模型，最后綜合得出了單個樁腿控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，并對數(shù)學模型做了適當?shù)淖儞Q。從建立的數(shù)學模型看，我們所建立的數(shù)學模型是一個大時間延遲系統(tǒng)。 針對系統(tǒng)大時間延遲的特點，本文經(jīng)過對比之后，選擇采用ITAE最佳調(diào)節(jié)律建立的二次優(yōu)化控制對系統(tǒng)進行控制。二次優(yōu)化控制對大時間延遲系統(tǒng)具有很好的控制效果，但是二次優(yōu)化控制主要針對一階慣性加延遲的對象，所以在第四章采用最優(yōu)降階方法對模型進行降階處理，接著設(shè)

4、計了二次優(yōu)化控制器，并對控制器的各個參數(shù)進行了推導計算；最后研究了二次優(yōu)化控制器的魯棒性。 對前面選擇的控制策略，本文的最后一章用SIMULINK建立了用二次優(yōu)化控制器進行控制的仿真模型并對系統(tǒng)進行仿真研究，從仿真結(jié)果可以看出，根據(jù)前面第四章的公式計算出來的參數(shù)的控制器對系統(tǒng)的控制效果并不太理想，經(jīng)過微調(diào)控制器的參數(shù)后，系統(tǒng)有很好的控制效果。經(jīng)過跟Smith預估控制的比較研究可以看出，對于本文所研究的系統(tǒng)，選用ITAE二次優(yōu)化控