游梁式抽油机是油田应用广泛的机械采油设备,但在实际运行中由于其本身的结构及拖动系统等因素存在“大马拉小车”、负载波动剧烈、倒发电冲击等现象,造成系统整体效率不高、能量输出波动剧烈等现实问题。本文针对这些问题研究了一种适用于游梁式抽油机的功率随动控制技术并设计开发了一套控制系统,以改善抽油机的运行状况,提高系统效率。本文首先介绍了游梁式抽油机的工作原理,基于运动学与动力学分析研究了抽油机的运动规律与负载特性,进而提出了以抽油机能量平稳输出为目标的功率随动控制方法,该方法基于变速驱动技术能够根据抽油机负载变化实时调整电机转速实现抽油机光滑流畅的控制,并在功率随动控制可行性分析基础上,确定了游梁式抽油机功率随动控制系统的总体设计方案。其次分析了模型控制策略和经典控制策略(PID控制)在游梁式抽油机复杂的机电耦合系统控制中存在的问题,引入了无模型自适应控制算法进行抽油机功率随动控制,该算法无需受控系统数学模型仅用系统I/O数据进行反馈控制。为提高算法的抗干扰能力,利用快速跟踪微分器对信号进行滤波,同时针对抽油机负载周期性的特点,结合重复控制思想对无模型自适应控制算法进行了改进,引入学习因子调整对历史周期信息的学习程度,通过MATLAB仿真验证了算法的有效性。第三,依据系统总体方案,完成了控制系统的硬件与软件的设计开发工作,并开发了与其相配套的PC端监控软件。最后,分别在实验室环境与油田现场对开发的游梁式抽油机功率随动控制系统进行了测试,结果显示功率随动控制系统能够在维持冲次不变的情况下减小运行过程中的功率波动、缩短倒发电时间达到节能的目的,验证了系统的可行性和有效性,对油田实现智能化的生产控制具有重要意义。