游梁式油田抽油機智能優(yōu)化控制研究.pdf

1、論文研究的對象游梁式抽油機是油田普遍應用的一種地面采油設備。它由驢頭、游梁、連桿、曲柄、減速器、電動機等地面部分及抽油桿柱、抽油泵等地下部分構成。游梁式抽油機的電機通過減速器、四連桿來驅動驢頭上下往復運動將油抽到地面。游梁式抽油機耗能嚴重，節(jié)能控制成為需要解決的重要問題之一。抽油機的工作環(huán)境和油井的工況都存在一些特殊情況，大部分傳統的節(jié)能方法存在著一些缺點以及使用限制。
　　游梁式抽油機的結構復雜，導致建模困難，通常將它的主體簡化

2、為四連桿機構來分析。論文首先借鑒四連桿的模型推理方法，建立了游梁式抽油機的運動學和動力學模型，并進行了模型仿真驗證。其次，論文對動力源–異步電動機采用矢量變頻控制技術，減小抽油機啟動轉矩和啟動電流，使交變負載與電機更加匹配，提高抽油機的系統效率。異步電機是一個復雜且耦合性很強的系統，用基于模型的傳統控制方法對其進行控制，達不到理想效果。隨著智能控制方法的快速發(fā)展，模糊邏輯等控制方法等對復雜機械系統的控制取得了良好的效果。針對電機轉速波動

3、較大，引起曲柄波動，造成系統不穩(wěn)定，論文在異步電機所建模型基礎上，設計了自適應模糊PI控制器，并對系統進行了仿真研究。仿真結果表明系統動態(tài)特性得到了很大的改善，從而驗證了該控制器的有效性。由于單一的自適應模糊控制在參數調整方面有其不足，將粒子群算法應用到自適應模糊控制器參數的優(yōu)化中。該智能優(yōu)化調整方法在對信息進行推理演繹的基礎上進行多目標優(yōu)化，仿真結果說明了該控制器具有很好的自適應性和魯棒性。針對粒子群容易陷入局部最優(yōu)值，論文進一步將遺

4、傳算法與粒子群算法相結合，對自適應模糊控制器進行參數優(yōu)化，搜尋系統運行的最佳解。仿真結果顯示，粒子群優(yōu)化控制器比自適應模糊控制器效果好；粒子群與遺傳算法混合優(yōu)化的控制器要比粒子群優(yōu)化的控制器的收斂速度快，控制效果好。論文通過仿真研究，驗證了該智能優(yōu)化控制系統的有效性。
　　最后，結合課題研究，通過MTLAB/SIMULINK中的TI C2000工具箱搭建模型，設置DSP硬件參數，連接DSP28335目標板，在CCS中自動生成可運行