資源描述：
《復(fù)合控制算法在泵控泵系統(tǒng)上的應(yīng)用研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、復(fù)合控制算法在泵控泵系統(tǒng)上的應(yīng)用研究楊道鍇，等復(fù)合控制算法在泵控泵系統(tǒng)上的應(yīng)用研究楊道鍇，諶海云(西南石油大學(xué)，四川成都610500)摘要：介紹了泵控泵技術(shù)，根據(jù)泵控泵技術(shù)的結(jié)構(gòu)，建立了泵控泵給水系統(tǒng)的流量控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。針對常規(guī)PID控制器控制效果不佳的問題，設(shè)計了PID和模糊控制相結(jié)合的復(fù)合控制器。仿真結(jié)果表明新控制器相對于PID控制器有超調(diào)小，無震蕩的優(yōu)點，符合流量控制的要求。關(guān)鍵詞：泵控泵；復(fù)合控制算法；模糊控制中圖分類號：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI編碼：10．14016／j．cnki1001—9227．2016．01．090Abstract：Introducedth
2、epumpcontrolpumptechnology．Accordingtothestnlctureofpumpcontrolpumptechn0109y，established．themathematicalmodelofthenowcontrolsystemofthepumpcontmlpumpwatersupplysystem．InviewoftheproblemthatthecontroleffectoftheconventionalPIDcontmllerisnotgood，designedthecompositecontrollerwithPIDandfuzzycontr
3、01．Thesimulationresultsshowthat山enewcontmllerhassmaUoversh00t，noshock，andmeetstherequirementofnowcontr01．Keywords：Pumpcontrolpump；Compoundcontmlalgorithm；Fuzzycontrol0引言2泵站數(shù)學(xué)模型的建立隨著油田的不開發(fā)，油層壓力不斷下降，為提高油田的采收率和保證產(chǎn)量的穩(wěn)定，注水技術(shù)作為維持底層能量的方法已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。針對原有高壓注水泵能耗高，自動化程度低等問題，泵控泵(PCP)技術(shù)在油田的建設(shè)和改造中受到廣泛應(yīng)用。因此
4、提高PCP技術(shù)的自動化程度具有重要意義，本文以某PCP系統(tǒng)為例研究模糊控制和PID混合控制技術(shù)在PCP上的應(yīng)用。1PCP技術(shù)PCP技術(shù)是基于離心泵串聯(lián)和離心泵變頻技術(shù)的注水技術(shù)，該技術(shù)主要原理是對注水泵進行拆級降負(fù)荷處理，在保證注水泵滿負(fù)荷運行的前提下，用增壓調(diào)節(jié)泵來彌補注水揚程的不足。根據(jù)泵的疊加特性，主泵輸出壓力是注水泵增壓泵輸出壓力之和，H總=H主+H增。根據(jù)連續(xù)原理，主泵輸出流量即為增壓泵輸出流量，Q總=Q主=Q增。調(diào)節(jié)增壓泵的流量和壓力就能調(diào)節(jié)總的流量和壓力，即注水泵出口處的流量和壓力受增壓泵的轉(zhuǎn)速控制。PCP系統(tǒng)由一臺注水泵和一臺增壓泵，注水泵驅(qū)動電機，增壓泵驅(qū)動電機，儀
5、表測控系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)及保證運行的潤滑系統(tǒng)，水冷卻系統(tǒng)，供電系統(tǒng)等組成PcP技術(shù)原理圖如圖1所示圖1PcP技術(shù)原理圖收稿日期：2015—09一08·90·根據(jù)油田注水壓力要求，壓力要控制在16—20Mpa，電機容量為2250kw。將壓力轉(zhuǎn)化為高度，由壓強公式P=pgH，H=P／pg，將P=(16～20)Mpa代入，得H=(1600～2000)m，因此流量應(yīng)控制在300m3／h左右。2．1泵站數(shù)學(xué)模型的建立基于泵站特性分析，可以認(rèn)為泵站在運行時，正在運行的注水泵就是該泵站的外特性。注水泵在注水系統(tǒng)中起到提供壓力水的作用，因此，在系統(tǒng)中分析注水泵時，一般只用到它的H—Q
6、曲線，觀察制造廠給出的性能曲線得該曲線表達(dá)式為：日=C+AQ2+BQ(1)式中A、B、c為變量項的特定系數(shù)。根據(jù)注水泵出廠試驗性能相關(guān)參數(shù)，計算系數(shù)A=O．00011，日=一0．115，C=41．60。2．2流量調(diào)節(jié)過程數(shù)學(xué)模型的建立(1)變頻器傳遞函數(shù)在工程實踐中，可以針對具體情況，將變頻器的傳遞函數(shù)設(shè)定為一個小慣性環(huán)節(jié)或一個比例環(huán)節(jié)，這樣可以使問題得到簡化，一般工作條件下也是允許的。傳遞函數(shù)如下：G㈤=等=熹(2)式中：∞．為變頻器輸出角頻率；u為變頻器的輸入電壓；∞。(s)，u(s)分別為∞，，u的拉普拉斯變換；s為復(fù)變量。然后再通過實驗確定時間常數(shù)，比例系數(shù)K可通過計算得到：
7、K=50hz／10v=5h∥v(3)r為常數(shù)，一般為幾十至幾百ms。(2)增壓電動機傳遞函數(shù)當(dāng)電機的供電電源的電壓與頻率之比始終保持不變，其小偏差線性化模型為?：．，(cJ=(D印K)甜+p％m。一m(4)K。=衛(wèi)f塑1(5)12＼(1)10，式中：．，為轉(zhuǎn)動慣量；p為極對數(shù)；腳為轉(zhuǎn)子角速度；U，。為定子電源的電壓和；∞加為角頻率在靜態(tài)工作點上的值；r2為折算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子電阻值；D為摩擦系數(shù)Ⅲ為負(fù)載轉(zhuǎn)矩的偏差。對于水泵類負(fù)載，其轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，小
