一种随钻井下电机组速度自调整控制方法
专利汇可以提供一种随钻井下电机组速度自调整控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种随钻井下 电机 组速度自调整控制方法，根据 传感器 信号 实时计算出电机转速，确定模糊 控制器 的量化论域，根据偏差和偏差变化率的大小进行模糊控制器的性能测试，确定对输出量“粗调”还是“细调”控制；确定偏差E、偏差变化率和输出量的隶属函数；根据电机转速模糊控制器的参考值，计算输出量U；根据输出量U的调节量的大小对PID调节器进行控制；有益效果是，本发明采用基于比例因子自适应模糊PID控制 算法 ，在 数字信号 处理器DSP中实现PID输出参数同步调节，完成井下脉冲发生器电机组的精确、快速调速，避免出现因电机转速失调引起的编码错误，电机组快速调速、控制效果稳定、鲁棒性强、 稳定性 高、误码率低。，下面是一种随钻井下电机组速度自调整控制方法专利的具体信息内容。
1.一种随钻井下电机组速度自调整控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101、根据传感器信号实时计算出电机转速，确定PID控制器输出值和参考值的偏差E和偏差变化率ED；
S102、确定模糊控制器的量化论域，计算偏差 E 的量化因子Ke、偏差变化率ED的量化因子 Ked、输出量U的比例因子Kup，Kui的数值；
S103、根据偏差E和偏差变化率ED的大小进行模糊控制器的性能测试，确定对输出量U “粗调”还是“细调”控制；
S104、确定偏差E、偏差变化率ED和输出量U的隶属函数；
S105、根据电机转速模糊控制器的参考值，并计算输出量U；
S106、根据输出量U的调节量的大小对PID调节器进行控制。
2.根据权利要求1所述的随钻井下电机组速度自调整控制方法，其特征在于，在所述步骤S102中，模糊控制器的量化论域为[-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，3，4，5，6]，偏差 E 的量化因子Ke、偏差变化率ED的量化因子 Ked，输出量U的比例因子Kup、Kui，4个变量的模糊子集为{NB（负大），NM（负中）,NS（负小）,ZO（零）,PS（正小）,PM（正中）,PB（正大）}，Ke = （6/EMAX）*E
Ked=（6/EDMAX）*ED
Kup=(upMAX/6)*up
Kui=(uiMAX/6)*ui
式中，EMAX为偏差最大值，EDMAX为变差变化率最大值,up为PID 控制的比例模糊子集实际输出值,ui为PID 控制的积分模糊子集实际输出值,upMAX为up实际输出最大值，uiMAX为ui输出最大值。
3.根据权利要求1所述的一种随钻井下电机组速度自调整控制方法，其特征在于，在所述步骤S103中，取自适应调整机构Ke、Ked、Kup、Kui放大倍数为n，缩小倍数为m，a、当偏差E和偏差变化率ED同时小于论域2时，对输出量U实施“细调”；此时放大Ke和Ked，缩小Kup、Kui，即n=m=2；
b、当偏差E或者偏差变化率ED不同时大于论域4时，对输出量U实施“粗调”；
c、当Ke和Ked维持不变时，n=m=1, Kui=0，Kup=2加快响应速度；
d、当偏差E或者偏差变化率ED，同时在论域[-4,4]之间时，Kui=1，Kup=1.5采用if–then句。
4.根据权利要求1所述的一种随钻井下电机组速度自调整控制方法，其特征在于，在所述步骤S104中，根据实际工作经验，综合考虑系统稳定性和灵敏度，选取高斯形隶属函数，相邻隶属度函数之间的交集的隶属度最大值为0.7，0.5，0.5，0.5，0.5，0.7；
偏差E=Ke*e；
偏差变化率ED=Ked*de/dt；
式中，Kp，Ki，Kd，e分别为 PID 控制的比例、积分、微分增益系数和误差。
5.根据权利要求1所述的一种随钻井下电机组速度自调整控制方法，其特征在于，在所述步骤S105中，所述电机转速模糊控制器的参考值，包括，实际操作经验、专家数据库和应用最大隶属度法，计算出比例输出调节量Up和积分输出调节量Ui，
Up= Kp+ △Kup
Ui= Ki+ △Kui
式中，Kp，Ki为原始正定好的PID比例、积分参数, △Kup，△Kui为模糊控制器的输出，根据被控对象的状态自动调整PID参数的取值。
一种随钻井下电机组速度自调整控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
和偏差变化率ED；
S102、确定模糊控制器的量化论域，计算偏差 E 的量化因子Ke、偏差变化率ED的量化因子 Ked、输出量U的比例因子Kup，Kui的数值；
S103、根据偏差E和偏差变化率ED的大小进行模糊控制器的性能测试，确定对输出量U “粗调”还是“细调”控制；
S104、确定偏差E、偏差变化率ED和输出量U的隶属函数；
S105、根据电机转速模糊控制器的参考值，并计算输出量U；
S106、根据输出量U的调节量的大小对PID调节器进行控制。
Ke = （6/EMAX）*E
Ked=（6/EDMAX）*ED
Kup=(upMAX/6)*up
Kui=(uiMAX/6)*ui
式中，EMAX为偏差最大值，EDMAX为变差变化率最大值,up为PID 控制的比例模糊子集实际输出值,ui为PID 控制的积分模糊子集实际输出值,upMAX为up实际输出最大值，uiMAX为ui输出最大值。
c、当Ke和Ked维持不变时，n=m=1, Kui=0，Kup=2加快响应速度；
d、当偏差E或者偏差变化率ED，同时在论域[-4,4]之间时，Kui=1，Kup=1.5采用if –then句。
偏差变化率ED=Ked*de/dt
式中，Kp,Ki,Kd,e分别为 PID 控制的比例、积分、微分增益系数和误差。
Ui= Ki+ △Kui
式中，Kp，Ki为原始正定好的PID比例、积分参数， △Kup，△Kui为模糊控制器的输出，根据被控对象的状态自动调整PID参数的取值。
图3是本发明随钻井下电机组速度自调整控制模糊控制器专家数据库查询表；
图4是本发明随钻井下电机组速度自调整控制的模糊控制器论域和隶属函数；
图5是本发明随钻井下电机组速度自调整控制的模糊控制器结果；
图6是本发明随钻井下电机组速度自调整控制的模糊控制器Kup、Kui输出曲面示意图；
图7是本发明随钻井下电机组速度自调整控制调速效果图；
图8是本发明随钻井下电机组速度自调整控制的硬件框图。
具体实施方式
井下电机组速度自调整控制的模糊控制模块；如图1、图2所示，本发明提供的随钻井下脉冲发生器电机组调速控制系统包括：电机转速计算模块11、ADC 接口模块12、模糊自适应 PID 模块13、用于电流PID调节模块14、PMW调制模块15；根据电机转速计算模块11计算出的直流电机组转速值，通过模糊自适应模块13，对转速误差进行PID调节，使得整个系统能够稳定跟踪转速设定值，电流PID调节模块14对直流电机组电流进行跟踪，控制直流电机组最大工作电流，同时参与PWM调制模块15的PWM脉宽的在线计算。
Up，Ui。常用的解模糊方法有中值法和隶属度法等。
和偏差变化率ED；
S102、确定模糊控制器的量化论域，计算偏差 E 的量化因子Ke、偏差变化率ED的量化因子 Ked、输出量U的比例因子Kup，Kui的数值；
S103、根据偏差E和偏差变化率ED的大小进行模糊控制器的性能测试，确定对输出量U “粗调”还是“细调”控制；
S104、确定偏差E、偏差变化率ED和输出量U的隶属函数；
S105、根据电机转速模糊控制器的参考值，并计算输出量U；
通过Matlab模糊控制工具箱，对控制量、输出量、模糊子集、隶属函数、控制规则进行编程，最后实时输入实际电机误差和误差变化，最终计算出PID控制输出量；
S106、根据输出量U的调节量的大小对PID调节器进行控制，
Up= Kp+ △Kup
Ui= Ki+ △Kui
在步骤S102中，模糊控制器的量化论域为[-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，3，4，5，6]，偏差 E 的量化因子Ke、偏差变化率ED的量化因子 Ked，4个变量的模糊子集为{NB（负大），NM（负中）,NS（负小）,ZO（零）,PS（正小）,PM（正中）,PB（正大）}，输出量U的比例因子Kup、Kui，Ke = （6/EMAX）*E
Ked=（6/EDMAX）*ED
Kup=(upMAX/6)*up
Kui=(uiMAX/6)*ui
式中，EMAX为偏差最大值，EDMAX为变差变化率最大值,up为PID 控制的比例模糊子集实际输出值,ui为PID 控制的积分模糊子集实际输出值,upMAX为up实际输出最大值，uiMAX为ui输出最大值。
c、当Ke和Ked维持不变时，n=m=1, Kui=0，Kup=2加快响应速度；
d、当偏差E或者偏差变化率ED，同时在论域[-4,4]之间时，Kui=1，Kup=1.5采用if –then句。
偏差E=Ke*e
偏差变化率ED=Ked*de/dt
式中，Kp，Ki，Kd，e分别为 PID 控制的比例、积分、微分增益系数和误差。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种大功率机械变速器换挡操纵测试系统及方法 | 2021-03-09 | 1 |
| 一种基于自适应神经模糊PID控制的锅炉燃烧优化方法 | 2022-11-11 | 1 |
| 动力传递系统 | 2020-06-30 | 2 |
| 一种绣花机的线头清理装置 | 2022-11-03 | 0 |
| 一种环境检测设备 | 2020-10-02 | 1 |
| 一种海底水合物涡轮泵特性实验测试装置 | 2021-03-04 | 2 |
| 用于具有水冷中冷装置的车辆的控制方法和系统 | 2020-09-01 | 1 |
| 一种石墨烯-橡胶及其制备方法及应用 | 2020-10-14 | 1 |
| 一种广播电视工程发射机机房排风减震装置 | 2021-07-03 | 0 |
| 一种印制电路板间距控制装置 | 2022-05-17 | 0 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
