固井是石油工程中的重要作业过程。传统振动固井技术由于振源安装在井口或者井底,振动波在阻尼的作用下不断衰减,对井深达数千米的井振动效果不理想。随行振动固井技术,在充分发挥传统振动固井作用的基础上,随着激振器在套管柱中的不断下行,可以实现全井段的共振响应,很大程度地提升了固井质量。本文利用有限元分析软件得到最佳激振频率,以无刷直流电机为执行元件,通过模糊PID算法进行控制,并设计控制系统的硬件电路和软件程序,试制出物理样机完成上位机调试。建立套管柱欧拉-伯努利梁力学模型,利用牛顿力学公式推导出套管柱横向固有频率计算公式;在有限元分析软件Ansys Workbench中建立套管柱-钻井液-水泥浆流固耦合模型,通过模态分析得到固有频率和模态振型,通过谐响应分析得到使得套管柱子结构振动位移幅值最大的激振频率,为激振器控制系统设计提供依据;控制系统采用无刷直流电机作为执行元件,对无刷直流电机的数学模型和运动方程加以分析,采用模糊PID算法对转速闭环进行控制,通过Matlab Simulink模块搭建控制系统框图,验证了模糊PID控制算法可以使控制系统的响应速度更快、鲁棒性更好;对控制系统的硬件进行总体方案设计,进行元器件选型,确定STM32F103RBT为控制系统的核心芯片,并完成各模块电路搭建;在完成硬件电路搭建的基础上,利用Keil下位机编程软件进行程序设计;最后完成样机试制,并利用编写的上位机进行系统调试。该控制系统已经通过某油田的验收,对改善固井质量,提高固井效率有重要意义。