深水管道軸向對準工具控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著世界石油資源的日漸衰竭，海洋逐漸成為全球石油勘探的重點目標。從淺海走向深海是海洋油氣開發(fā)的總趨勢。由于我國深海油氣勘探的關鍵技術和設備都比較落后，深海油氣開發(fā)仍處于初級階段。論文主要內容來源于國家863課題“深水海底管道鋪設技術”，主要研究管道初連接機具中軸向對準工具部分，為我國開發(fā)深海油氣資源做準備。 論文介紹了管道初連接機具的國內外發(fā)展情況。提出了軸向對準工具控制系統(tǒng)的研究內容。此控制系統(tǒng)是在機械本體設計方案的基礎上進行

2、的，根據(jù)軸向對準工具所完成的動作，完成了液壓系統(tǒng)的總體設計，分析了液壓系統(tǒng)的工作原理，確定了液壓系統(tǒng)的主要功能回路，并對液壓泵、開關閥等液壓元件進行選型。 調整裝置是軸向對準工具的重要部分，其橫向和縱向調整裝置(前端或后端)均采用兩個液壓缸作為執(zhí)行元件，因此調整裝置的控制問題也就是雙缸同步控制問題。通過對幾種常用的開環(huán)和閉環(huán)同步回路對比分析，確定了橫向和縱向調整裝置均采用雙比例閥控制的主從式閉環(huán)同步回路。 本文對縱向調整

3、裝置的電液比例控制系統(tǒng)進行了分析，建立了比例閥、比例閥控制非對稱缸和傳感器的數(shù)學模型，確定出了比例閥控制液壓缸的位置和同步系統(tǒng)的仿真模型，利用MATLAB中SIMULINK工具箱對液壓缸活塞桿上行和下行運動進行仿真分析，采用位置式PID和改進PID對系統(tǒng)進行了校正，提出了減小比例閥中位死區(qū)的定值補償方法。 最后進行了PLC控制系統(tǒng)設計，確定了控制系統(tǒng)的總體方案，完成PLC和A/D、D/A的硬件的選型，PLC的I/O分配和硬件接線