隨鉆測井無刷直流電機控制系統的研究.pdf

1、為了滿足隨鉆測井控制系統定位和穩(wěn)速的實際要求,本文對無刷直流電機的硬件設計、仿真研究、軟件算法都進行了詳細的研究,完成了控制系統的硬件設計,提出了一種改進的變參數PID控制的控制策略,同時軟件編程實現了這一控制算法,實現了控制系統與上位機的通信和在線編程功能。
　　本文針對控制系統定位和穩(wěn)速的要求,通過仿真研究了傳統的無刷直流電機控制方式雙極性控制和單極性控制,兩環(huán)控制和三環(huán)控制的特點,最終確立了雙極性三環(huán)控制的控制方案,同時針對

2、不同環(huán)的控制特點分別采用不同的PID控制策略,靈活運用變參數PID控制、離散PID和帶死區(qū)的PID相結合的控制方法。針對控制系統定位精度一度以內的控制要求,研究了傳統的絕對位置和相對位置計數的不足,提出了基于脈沖邊沿計數,實現整數圈和小數圈分離控制的位置定位控制方法,能夠獲得高精度的位置反饋值,從而實現高精度的位置定位要求。針對控制系統的工作環(huán)境,為了增強系統運行的可靠性,設計了溫度監(jiān)測和電流保護電路,同時采用RS485串行通信來實現控

3、制系統與上位機的通信,并保證每隔200ms上傳一組控制系統的運行數據,達到了實時監(jiān)測控制系統運行性能的要求。針對控制系統功能需要不斷完善、程序可實時更新這一問題,本文提出了在線編程的控制算法,利用串行通信實現軟件的在線更新,采用該方法只需要兩根串行通信線,借助于RS232串行通信,不需要打開設備外殼,就可以將需要下載的程序以數據包的形式下載到控制芯片中,實驗證明采用在線編程來更新系統軟件的控制方法能夠準確無誤實現系統軟件的更新,同時避免