旋转导向钻井系统井下控制器研究设计

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoPhaiM
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旋转导向钻井系统在钻取特殊井的应用中表现出了无可比拟的优越性。本文着重对该系统控制策略进行了仿真,然后以MSP430F149为核心控制器设计了该系统的井下控制器。 控制策略仿真部分分别以PID、模糊和模糊PID三种控制器实现系统控制,并得出仿真曲线。通过仿真结果的比较得出较优的控制策略一一模糊PID控制。模糊PID控制不失为难以建模系统的优良控制器。 在仿真比较之后又对该系统井下控制器进行了硬件电路设计。该电路基于MSP430F149单片机,分为主控制器电路、信号输入通道和输出通道三部分。在设计过程中针对井下高温强震的特点,采取了提高元器件选择要求,改进电路板,增加看门狗电路等措施以提高系统的抗干扰能力。 在软件设计中,给出了主程序和初始化、中断服务、A/D采样、数字滤波、PWM输出、数据处理等子程序流程图。这种控制器基于单片机设计,可以通过更改程序很方便的改变控制策略等参数。软件采用C语言编程,程序模块化设计,在缩短开发周期的同时也提高了系统的可靠性。此外,软件还采取了诸如设置陷阱、数字滤波等措施提高系统抗干扰能力。 最后,对文章加以总结并提出了改进意见。
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