游梁式抽油機(jī)扭矩軟測量系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、游梁式抽油機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在油田得到廣泛應(yīng)用。但其工作效率低，能耗大等缺點(diǎn)在全球能源缺乏背景下顯得日益突出，因此游梁式抽油機(jī)節(jié)能改造就顯得非常重要。對(duì)游梁式抽油機(jī)工作狀態(tài)下的電動(dòng)機(jī)三相電壓、電流、有用功率、無用功率、輸出扭矩、光桿載荷與位移等參數(shù)進(jìn)行測量，了解它的運(yùn)行狀態(tài)則是設(shè)計(jì)游梁式抽油機(jī)節(jié)能設(shè)備的基礎(chǔ)。
　　 目前眾多工況參數(shù)中，電動(dòng)機(jī)輸出扭矩測試方法存在成本高、安裝拆卸困難等難以解決的問題。而軟測量

2、技術(shù)恰是解決由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面原因難以用傳感器直接測量某個(gè)量最具有吸引力和卓有成效的方法。因此展開了軟測量技術(shù)在游梁式抽油機(jī)扭矩測量上的應(yīng)用研究，內(nèi)容如下：
　　 首先，介紹了課題研究背景即游梁式抽油機(jī)工況參數(shù)測試現(xiàn)狀，給出了采用軟測量方法來測量扭矩的解決方案并介紹了軟測量技術(shù)研究現(xiàn)狀。
　　 其次，闡述了軟測量的原理和特點(diǎn)、設(shè)計(jì)步驟與建模方法；在分析了游梁式抽油機(jī)用電動(dòng)機(jī)的能量傳遞關(guān)系和損耗、抽油機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律

3、以及受力情況后建立了兩種不同的扭矩軟測量機(jī)理模型；采用逐步回歸法對(duì)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合抽油機(jī)機(jī)理確定有用功率、光桿載荷與位移作為軟測量二次變量；建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于支持向量機(jī)的抽油機(jī)扭矩軟測量模型并用遺傳算法進(jìn)行了模型優(yōu)化，得出模型參數(shù)最優(yōu)值；用預(yù)處理后的抽油機(jī)工況參數(shù)測試數(shù)據(jù)對(duì)軟測量模型進(jìn)行了泛化能力的測試驗(yàn)證，并運(yùn)用TMS320LF2407DSP處理器和CCS2200平臺(tái)對(duì)軟測量模型計(jì)算復(fù)雜程度進(jìn)行了分析，得出了以下結(jié)論：

4、一、所有軟測量模型總體上都具有好的測量精度。二、機(jī)理模型計(jì)算簡單，計(jì)算時(shí)間不足3ms但精度相對(duì)較差。三、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型精度最高，計(jì)算量適中，計(jì)算時(shí)間只有5ms。支持向量機(jī)模型精度稍差于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，但計(jì)算量大，計(jì)算時(shí)間超過20ms。
　　 然后，研究了建模數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法；通過分析軟測量所需要達(dá)到的精度及其他因素選擇了軟測量輔助變量測量用的傳感器；根據(jù)軟測量系統(tǒng)模型計(jì)算復(fù)雜程度確定TMS320LF2407作為系統(tǒng)微處理器，