權利要求書: 1.一種小型智能鉆機的控制方法,其特征在于,包括以下步驟;
步驟一:根據鉆井工藝要求確定小型智能鉆機的組成,通過分析自動送鉆控制系統(tǒng)的整個過程,詳細設置小型智能鉆機控制系統(tǒng),根據鉆井參數(shù)得出傳遞函數(shù)并在Simulink中設計出自動送鉆系統(tǒng)控制框圖;
步驟二:采用BP神經網絡算法,建立神經網絡識別巖性模型,采用三層BP神經網絡結構,輸入層包含4個神經元,分別對應輸入的平均鉆壓、鉆頭平均轉速、平均扭矩及平均機械鉆速,輸出層包含2個神經元,分別對應所需識別的2類巖性,構造鉆進參數(shù)樣本并在軟件MATLAB中采用神經網絡模式識別工具箱,輸入為鉆井參數(shù)數(shù)據集,輸出為巖性數(shù)據矩陣,隱含層節(jié)點數(shù)為10,進行數(shù)據訓練、驗證和測試,實現(xiàn)巖性識別;
步驟三:結合步驟一和步驟二,結合模擬巖樣鉆進試驗,獲得的包括鉆速、轉速和鉆壓敏感鉆進參數(shù),作為訓練樣本進行巖性識別,并單獨分析自動送鉆部分每個控制環(huán)節(jié)的數(shù)學物理模型,設計每個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù),通過結合實際的自動送鉆控制系統(tǒng)的鉆井關系將三個控制環(huán)節(jié)通過接口連接;
所述步驟一中控制系統(tǒng)是三環(huán)控制系統(tǒng),包括液壓環(huán)節(jié)、絞車調節(jié)鉆速環(huán)節(jié)及對鉆具的上提下放進行控制的鉆壓環(huán)節(jié),液壓系統(tǒng)采用閥控電液伺服控制,輸入量是電液伺服閥端的電流信號,輸出量是液壓缸的輸出壓力,電液伺服閥傳遞函數(shù)確定為速度環(huán)是通過液壓盤式剎車的制動力來實現(xiàn),通過分析壓力P與鉆具下
放速度之間的關系建立速度環(huán)的控制框圖;根據鉆速與鉆壓之間的關系設計出鉆壓調節(jié)器;
所述液壓環(huán)節(jié)、絞車調節(jié)鉆速環(huán)節(jié)及對鉆具的上提下放進行控制的鉆壓環(huán)節(jié)通過接口連接,采用BP?PID控制,控制器包括兩部分:經典增量式PID控制器和BP神經網絡,其中經典的PID控制器直接對被控對象進行閉環(huán)控制,并且控制器的三個參數(shù)kp,ki,kd為在線調整方式,而神經網絡則根據系統(tǒng)的運行狀態(tài),調整PID控制器的參數(shù),以期達到某種性能指標的最優(yōu)化。
2.根據權利要求1所述的一種小型智能鉆機的控制方法,其特征在于,所述BP神經網絡具有任意非線性表達能力,利用BP神經網絡可以建立比例環(huán)節(jié)參數(shù)Kp、積分環(huán)節(jié)Ki、微分環(huán)節(jié)Kd自整定的PID控制器,PID控制器的輸出u(k)=u(k?1)+Δu(k),其中Δu(k)=kp(e(k)?e(k?1))+kie(k)+k
聲明:
“小型智能鉆機的控制方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)