基于Matlab的五缸钻井泵流量动态特性的研究

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基于VB与MATLAB混合编程在钻井泵故障诊断中的应用

基于VB与MATLAB混合编程在钻井泵故障诊断中的应用

基于VB与MATLAB混合编程在钻井泵故障诊断中的应用作者:钟功祥等来源:《价值工程》2013年第03期摘要:结合MATLAB强大的运算能力和VB的友好界面,详细介绍VB调用MATLAB生成的COM组件在钻井泵故障诊断中的应用过程,提高编程的工作效率。

其中钻井泵故障诊断数据处理使用小波分析方法,得出小波分析的能量比和波形分析图形,对钻井泵故障诊断数据处理提供了简便途径。

Abstract: Combined with the powerful operation ability of MATLAB and friendly interface of VB, the paper introduces in detail the application of COM components generated by VB call MATLAB, improves the efficiency of programming. The drilling pump fault diagnosis data processing uses wavelet analysis method, and draws the energy of wavelet analysis and waveform analysis graph, providing a simple way to the drilling pump fault diagnosis data processing.关键词: MATLAB;VB;COM组件;钻井泵故障诊断Key words: MATLAB;VB;COM components;drilling pump fault diagnosis中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)03-0192-020 引言钻井泵是石油钻井循环系统中关键的设备,因结构复杂和工况恶劣,生产中常因异常故障导致施工停止,从而造成极大的经济损失。

运用MATLAB实现单泵调速运行工况点求解

运用MATLAB实现单泵调速运行工况点求解

即:满足上式的的所有(H, Q)点互为相似工况,
各点对应的效率值相等
求解步骤 :1) 由给定工况点计算 k 值,作过 B 点的相似工况抛物线 。H = k Q2 与转速 n1 下
特性曲线(H ~ Q)1 交与 C 点, C(HC, QC) 与 B (HB, QB)为相似工况点 。
比例律求出对应 B(HB, QB)工况点的转速值
对比第一类调速的结果可以看出,运用 MATLAB 模块不仅能实现第二类水泵调速运行的工况 点球解,同时可已验证第一类调速结果的可靠性。
5、水泵调速运行连续运行和自我反馈的实现
水泵调速的连续性是建立在 MATLAB 快速计算的基础上,通过采集水泵出流量对比给定 流量参数,不断调节电压频率进而以调节水泵的转速。水泵连续调速运行依赖于水泵两类调 速运行之间的反馈,给定流量参数下通过第二类调速运行来模块求解出 nr1,再通过第一类调 速运行求解出调速后流量 QK,对比 QK 和给定参数比较之间的偏差对 nr1 做出修整,从而使 得电机能快速、精准的变频以实现水泵的调速运行。
39 卷第 1 期 [7] 关海奎. 单.三相汽油机组的设计, 国防技术基础 2003 年第 5 期 37
结语 运用 MATLAB 编译模块能快速精准的实现水泵的调速运行,有利于变频泵的
快速、连续、精准变频。水泵调速运行,大大的提高了设备的使用效率,同时满 足了现在建筑内供水流量、水压变化复杂的情形,且节约能源促进低碳经济的发 展。
参考文献
[1] 军奇. 柴油发电机组实用技术,机械工业出版社. 2006,7. 前言 [2] 张玉民 戚伯云. 电磁学,科学出版社. 2007,2 254 [3] 金续曾. 三相异步电机使用与维修,科学出版社 2003,7 2 [4] 邓隐北 邓江.新兴无刷三相同步发电机,电工技术.2000 年第 5 期 [5] 郭立正译自英国 Railway Gazette 列车照明三相发电机 May 3, 1963, 493 [6] 杜钦君. 三相半控桥式车用永磁发电装置的研究, 微电机. 2006 年第

基于MATLABSimulink的挖掘机动力匹配技术的转速传感变量系统设计

基于MATLABSimulink的挖掘机动力匹配技术的转速传感变量系统设计

Design of variable speed sensing system for excavator power matching technology based on MATLAB /Simulink
M IA O Q iu-lia n , D U P an-ch en g , SO N G L iang-yong
验 数 据 可 见 ,液 压 泵 流 量 仿 真 效 果 较 好 ,所建系
统模型有效。
BreakpointsForDimension1 " [ 1200,1300, 1400,1500,1600,1700,1800,1900] "
Table " [420,420,295,295,295, 295, 255, 200] "
580
420
M
Pd
295
Uniform Random Numb2 In 3
Q In 4 In5 In6
elect
•口 Scope 1
图5 转速传感变量控制系统的模型
3 . 4 转速传感变量控制系统仿真 从图6转速传感变量控制后液压泵流量曲线结
果可以看出,仿真时间25s前 ,液压泵流量经波动 后流量值稳定在290L/min左右;仿真时间25s后 , 流量值稳定在295L /m in左 右 。参照液压泵特性实
与功率切换阀电流值关系,构建柴油发动机转速与
功率切换阀电流值模块。
表1 某型号挖掘机的发动机转速值与
功率切换阀电流值关系表
发动机转速《/ (r /m i n ) 模式
功率切换电流//m A
1800
H
255
1700
G1
295
1600

Matlab及其在测井中的应用

Matlab及其在测井中的应用

M atlab及其在测井中的应用赵丽峰(大庆职业学院)刘维林孙日东(大庆石油管理局测井公司)金佩强(大庆油田有限责任公司研究院)摘要M atlab软件平台为用户提供了强大的科学计算与可视化功能,简单、易用、开放式或扩展的用户环境,以及多达30多个面向不同领域而扩展的工具箱支持,使得M atlab在许多学科领域中成为计算机辅助设计与分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。

简要介绍M atl a b的系统结构和特点、测井方法研究与数据处理中可以应用的几种工具箱,同时给出了神经网络工具箱应用的一个实例。

主题词M atlab神经网络工具箱解释图版一、引言随着计算机技术的发展,数字信号处理、数字图象处理、地学信息系统等许多领域成为研究的热点。

新的理论、新的算法层出不穷,同时也需要有新的开发工具供不同领域的科研人员使用。

M atlab 的出现成功地解决了这个问题,它使得研究人员把更多的精力集中到专业的方法研究中。

M atlab集数字分析、矩阵运算、信号处理和图象处理、显示于一体,构成了一个方便灵活的、界面友好的用户环境。

在这个环境下,对所求解的问题用户只需简单地列出数学表达式,其结果便以数值或图形的方式显示出来。

M atl a b为用户提供脚本式的语言,同时提供了大量的功能函数,这些函数的灵活运用会使研究人员避免大量重复性的劳动。

对于测井方法研究和数据处理来说,由于获得的信息都是数字化的,所以应用M atlab可以很方便地解决与测井相关的问题。

本文介绍了应用神经网络工具箱进行油水层判别的一个应用实例。

二、M atlab的结构及主要工具箱概述1,M atlab的结构及特点(1)M atlab语言是一个矩阵/数组语言,带有控制流语句、函数、数据结构、输入输出和面向对象的程序调试工具。

(2)M atl a b的工作环境是M atlab用户或程序员工作的一个工具集,包括对变量和输入输出数据的管理,同时也包括对一些工具的开发、管理和跟踪。

用MATLAB进行控制系统的动态性能的分析——自动控制原理课程设计

用MATLAB进行控制系统的动态性能的分析——自动控制原理课程设计

课程设计题目用MATLAB进行控制系统的动态性能的分析学院自动化学院专业自动化专业班级姓名指导教师2013 年 1 月 1 日课程设计任务书学生姓名: 专业班级: 指导教师: 工作单位: 自动化学院题 目: 用MATLAB 进行控制系统的动态性能的分析 初始条件:已知三阶系统的闭环传递函数为)64.08.0)(11(7.2)(2+++=s s s as G分析系统的动态性能。

要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、用MATLAB 函数编程,求系统的动态性能指标。

2、设64.08.02++s s 的根是系统的主导极点,编制程序,求系统的动态性能指标。

3、用MATLAB 编制程序分析a =0.84,a =2.1,a =4.2系统的阶跃响应曲线,分析高阶系统忽略附加极点,近似为二阶系统的条件。

3、课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程,列出MATLAB 程序和MATLAB 输出。

说明书的格式按照教务处标准书写。

时间安排:指导教师签名: 年 月 日 系主任(或责任教师)签名: 年 月 日摘要在控制系统中,我们常常很关注系统的动态性能指标,以此来评估系统对突然变化的输入信号的适应能力。

对于二阶系统,特别是处于欠阻尼状态的典型二阶系统,分析其动态性能比较方便。

而三阶及以上的高阶系统分析起来则比较复杂,为了工程上的需求,我们往往可以使用近似的方法来估算系统的动态性能。

因此,研究将高阶系统近似为二阶系统估算其动态性能的条件显得尤为重要。

我们先将给定高阶系统近似为二阶系统来计算其动态性能,然后给定系统中的参数几个确定的值,并用MATLAB软件来精确分析高阶系统的动态性能,并与近似计算所得结果进行比较,从而可以得到将高阶系统近似为二阶系统以估算其动态性能的条件。

利用数学工具MATLAB编程,我们可以准确地分析系统的动态性能,并将结果与估算结果进行比较以得到结论。

因此,掌握MATLAB的基本使用方法和编程技巧以及其在控制理论中的应用也非常重要。

自动控制原理课程设计(用MATLAB进行控制系统的动态性能的分析)

自动控制原理课程设计(用MATLAB进行控制系统的动态性能的分析)

自动控制理论是一门研究自动控制共同规律的技术学科。

它的发展初期,是以反馈理论为基础的自动调节原理,主要用于工业的控制。

现在,自动控制在现代科学技术的众多领域中都有了广泛的作用。

控制理论在几十年中,迅速经历了从经典理论到现代理论再到智能控制理论的阶段,并有从多的分支和研究发展方向。

近几十年来,随着电子计算机技术的发展和应用,在宇宙航空、导弹制导等高科技领域中,自动控制技术起了关键的作用。

在日常的的工业控制甚至是家庭常用的各种生活用品中,自动控制技术都无处不在。

在控制技术需求推动下,控制理论本身也取得了显著的进步。

从线性近似到非线性系统的研究取得了新的成就。

借助微分几何的固有非线性框架来研究非线性系统的控制,已成为目前重要的研究方向之一;离散事件动态系统理论的形成,扩展了对离散系统的描述和分析能力。

计算机的不断普及和各工具软件的不断发展,Matlab已经作为一个巨人级软件而受到人们的广泛应用。

结合Matlab来分析系统的动态性能,已经成为了未来发展的趋势。

关键词:自动控制Matlab线性动态性能前言 (3)用MATLAB进行控制系统的动态性能的分析 (3)1.Matlab编程 (3)1.1.1延迟时间的计算: (4)1.1.2 上升时间的计算 (4)1.1.3峰值时间的计算 (4)1.1.4 超调量σ%的计算 (5)1.1.5 调节时间的计算 (5)2.闭环主导极点 (6)2.1.1延迟时间的计算 (6)2.1.2上升时间的计算 (6)2.1.3峰值时间的计算 (7)2.1.4 超调量σ%的计算 (7)2.1.5 调节时间的计算 (7)3.高阶系统的动态性能估算 (8)4.设计体会 (11)参考文献 (12)前言自动控制系统课程设计是在学生完成各门基础课程学习与实验之后进行的综合性实践过程其意义在于巩固、提高、综合先修控制类课程的内容,使学生在实践过程中,真正理解、领会所学的知识,并加以融会贯通。

通过自动控制系统课程设计,使学生对自动控制系统及计算机控制系统组成有更深一步的了解,掌握自动控制系统设计与综合,系统调试的基本技能与方法,培养学生查阅相关文献的能力、独立分析和解决实际问题的能力、以及创新能力,为后续的毕业设计打下良好的基础。

基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法

基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法

基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法韩煦;韩玉安【摘要】In this paper,a pressure control modeling approach using Matlab was studied to improve the pressure control accuracy of managed pressure drilling.Firstly,throttling control pressure principle of throttle valve was analyzed,the equation representing physical characteristics of throttle valve was established on the basis of Bernoulli's equation.To do so,it was necessary to acquire throttling control pressure experiment data of throttle valve and to develop a four-parameter equation that could be used to calculate the pressure control of throttle valve.This was done by means of linear regressions using Matlab software.Second,the relation equation between the opening and throttling areas of the throttle valve was established by using Matlab software which perform goodness of fit analysis based on the characteristic curve of opening and equivalent diameter of the throttle valve selected in this experiment.Third,the opening and switching time data of the throttle valve was collected from its on-off experiment,and the relation equation between the opening and switching times was developed by using Matlab software fitting,and the theoretical model of throttling control pressure was finally established by combining above-mentioned equations.And fourth,the model was translated into the universal real time code by using the semi-physical simulation plug-in of Matlab software and the automatic control software for managed pressure drilling was prepared by adopting the modularized modeling method.Inthis way,the pressure control model was constructed.It was verified by a circulation analog system that this model could meet the fine pressure control requirements of managed pressure drilling with the response time of control system less than 10 s and the automatic control pressure accuracy ±0.2 Mpa.It is proved that this Matlab based pressure control modeling approach for managed pressure drilling is viable.%为了提高控压钻井的控压精度,研究了基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法.分析了节流阀的节流控压原理,根据伯努利方程建立了表征节流阀物理特性的方程;利用采集的节流阀节流控压试验数据,通过Matlab软件进行线性回归,得到了可计算节流阀控压的四参数公式;根据试验选用的节流阀开度与当量直径的特性曲线,采用Matlab软件进行拟合,得到了节流阀开度与节流面积的关系方程;根据节流阀开关试验得到的节流阀开度与开关时间数据,利用Matlab软件拟合出了开度与开关时间的关系方程,将上述各方程相结合得到了节流控压的理论模型.利用Matlab软件的半实物仿真插件将模型转化为通用实时代码,并采用模块化建模方法,编制了控压钻井自动控制软件,形成了控压模型.循环模拟系统验证显示,控制系统的响应时间小于10 s,控制精度达到了±0.2 MPa,满足控压钻井精细控压的需求,这证明基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法是可行的.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2017(045)003【总页数】5页(P67-71)【关键词】控压钻井;控压方法;井口回压;控制模型【作者】韩煦;韩玉安【作者单位】中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京 100083;中国石油集团大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院,黑龙江大庆 163413【正文语种】中文【中图分类】TE249控压钻井过程中,需要根据采集的井口压力数据实时自动控制井口回压,进而动态控制井眼压力剖面使之在设定的压力范围内[1-3]。

用MATLAB进行控制系统的动态性能的分析

用MATLAB进行控制系统的动态性能的分析

MATLAB 分析1 MATLAB 函数编程1.1 传递函数的整理已知三阶系统的闭环传递函数为)64.08.0)(11(7.2)(2+++=s s s as G ,整理成一般式得G(s)=as a s a s a64.0)8.064.0()8.0(7.223+++++,其中a 为未知参数。

从一般式可以看出系统没有零点,有三个极点。

(其中一个实数极点和一对共轭复数极点)1.2 动态性能指标的定义上升时间r t :指响应从终值10%上升到终值90%所需的时间;对于有振荡 系统,亦可定义为响应从零第一次上升到终值所需的时间。

上升时间是系统 响应速度的一种度量。

上升时间越短,响应速度越快。

峰值时间p t :指响应超过其终值到达第一个峰值所需的时间。

调节时间s t :指响应到达并保持在终值±5%内所需的最短时间。

超调量 σ%:指响应的最大偏离量h(p t )与终值h(∞)的差与终值h(∞)比的百分数,即σ%=)()()(∞∞-h h t h p ×100%若h(p t )<h(∞),则响应无超调。

超调量亦称为最大超调量,或百分比超调量。

在实际应用中,常用的动态性能指标多为上升时间、调节时间和超调量。

通常,用r t 或p t 评价系统的响应速度;用σ%评价系统的阻尼程度;而s t 是同时反映响应速度和阻尼程度的综合性能指标。

应当指出,除简单的一、二阶系统外,要精确确定这些动态性能指标的解析表达式是很困难的。

1.3 MATLAB 函数编程求系统的动态性能根据三阶系统闭环传递函数的一般表达式,在MATLAB 的Editor 中输入程序: num=[2.7a]den=[1,0.8+a,0.64+a,0.64a] t=0:0.01:20 step(num,den,t)[y,x,t]=step(num,den,t) %求单位阶跃响应 maxy=max(y) %响应的最大偏移量 yss=y(length(t)) %响应的终值 pos=100*(maxy-yss)/yss %求超调量 for i=1:2001if y(i)==maxy n=i;end endtp=(n-1)*0.01 %求峰值时间 y1=1.05*yss y2=0.95*yss i=2001 while i>0 i=i-1if y(i)>=y1|y(i)<=y2;m=i;break end endts=(m-1)*0.01 %求调节时间 title('单位阶跃响应') grid2 三阶系统闭环主导极点及其动态性能分析2.1 三阶系统的近似分析根据主导极点的概念,可知该三阶系统具有一对共轭复数主导极点1s = -0.4±0.693j,因此该三阶系统可近似成如下的二阶系统:G(s)≈64.08.07.22++s s再利用MATLAB 的零极点绘图命令pzmap ,可得该二阶系统的零、极点分布,在 Editor 里面编写如下程序:H=tf([2.7],[1 0.8 0.64]);grid pzmap(H);得到零极点分布图如下:2.2 编程求解动态性能指标根据以上求解动态性能的MATLAB函数程序,在编辑器里面编写以下程序,得到近似二阶系统的单位阶跃响应和动态性能指标。

基于AMESim恒功率泵的动静态特性仿真分析

基于AMESim恒功率泵的动静态特性仿真分析

2010年7月第38卷第13期机床与液压MACH I NE TOOL &HYDRAUL I CSJul 2010V ol 38No 13DO I :10.3969/j issn 1001-3881 2010 13 037收稿日期:2010-04-23基金项目:国家 863 高技术产业化研究资助项目(2007AA041803);上海市数字化汽车车身工程重点实验室开放课题基金资助(MS V 2009 02);十一五科技支撑计划资助项目(2006B AF01B03 01)作者简介:文哲(1985 ),男,硕士研究生,主要研究方向为轴向柱塞泵变量控制。

通讯作者:徐兵,E -m ai:l bxu @zju edu cn 。

基于AMES im 恒功率泵的动静态特性仿真分析文哲,徐兵(浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州310027)摘要:以压力流量功率复合控制泵的功率控制部分为研究对象,利用AM ESi m 搭建压力流量功率复合控制泵的整体仿真模型,针对影响其功率控制部分动静态特性的几个关键因素 流量阀弹簧刚度、功率阀阀芯三角槽数进行变参分析。

仿真结果表明:增大流量阀弹簧刚度,可以改善功率控制范围内斜盘摆角的动态特性;增加功率阀阀芯三角槽个数,可以减小最小功率值,从一定程度上增大功率控制范围。

关键词:恒功率;轴向柱塞泵;动态特性;静态工作曲线中图分类号:TH137 51!!文献标识码:A !!文章编号:1001-3881(2010)13-122-6Dyna m ic and Static Sim ulation Analysis of ConstantPower Pu mp Based on Am esi mW E N Zhe ,XU B ing(State Key Lab of Flui d Po w er Trans m i s si o n and Contro l of Zhe jiang Un i v ersity ,H angzhou Zhe jiang 310027,Ch i n a)Abstrac t :T he po w er con tro l pa rt o f pressure /flow /powe r con tro l pump as the st udy object ,t he m ode l of t he pump w as co m pletely bu ilt i n AM ESi m for s i m u l a tion .A lter i ng para m eter ana l ys i s was perfor m ed for several key factors that i nfl uence t he dynam ic and sta ti c cha racte ristics o f the power control part of t he pu m p ,such as spr i ng stiff ness of flow ra te v alve and the nu m ber o f the tr iangu l a r g rooves o f the powe r va l ve spoo.l T he si m ulati on resu lts sho w tha t t he dynam ic and static character istics of the s w ash p l a te ang le i n rang e o f pow er contro l are i m proved by i ncreasi ng the spri ng stiffness o f flow ra te v alve ;the m i ni m u m pow er va l ue is reduced and the rang e o f pow er contro l i s broadened to a cer tai n ex tent by i ncreas i ng the number of t he triangular grooves of t he pow er valve spoo.lK eyword s :Constant pow er ;A x ial pist on pu m p ;Dyna m i c charac teristi c ;Static curve!!恒功率控制泵是提高液压系统节能效率的关键元件,可以在特定工况下减少原动机功率的浪费,具有良好的节能效果。

基于MATLAB的接力泵船施工辅助设计软件的应用

基于MATLAB的接力泵船施工辅助设计软件的应用

基于MATLAB的接力泵船施工辅助设计软件的应用赵丽娜【摘要】This paper introduces the application of aided design software based on MATLAB for the construction of floating boosterstation.Rationally designed of the floating booster station by the calculation results can avoid partial discharge pressure being too high after series connection of multistage mud pump of cutter suction dredger.It solves the technological problems that cutter suction dredger can't construct in long-distance discharge because of the limitation of conveying distance.The research result has been successfully applied to the reclamation project of 50 million t/a coal wharf in Caofeidian.%介绍基于MATLAB的接力泵船施工辅助设计软件的应用,通过计算分析合理布设接力泵船的位置,避免了绞吸船施工多级泥泵串联后局部排出压力过高的问题,解决了绞吸船由于泥浆输送距离受限而无法进行超长排距施工的技术难题.研究成果成功应用于曹妃甸5 000万t/a煤码头项目围海造陆工程中.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】4页(P178-181)【关键词】接力泵船;MATLAB;辅助设计【作者】赵丽娜【作者单位】中交天津航道局有限公司,天津300450【正文语种】中文【中图分类】U656.1;TP31绞吸式挖泥船挖掘能力强、施工效率高,是目前世界上数量最多的一种挖泥船,在疏浚行业中发挥着重要作用。

基于Matlab及GPRS抽油机井动态实时分析研究_李志国

基于Matlab及GPRS抽油机井动态实时分析研究_李志国

度的干扰。为了提高精度,利用 Matlab 所提供的小 波分析工具箱,使用一维离散小波图形工具,采用 db3 小波对电流原始采样信号进行 5 层分解。 图 6 为电流信号各层分解图,即通过小波分解 将原始信号的近似特征 a 和细节特征 d 提取出来。 近似特征 a 为 5 层分解,从 a1 到 a5 ,为低频信号, 细节特征 d 也为 5 层分解, 从 d1 到 d5 , 为高频信 号。由各层高频信号分析可知, 图 6 中的 d1 、 d4 、 d5 层的高频信号幅值均不大, 可认为是在电流信 号的采集过程中引入的噪声干扰
[3 ]

图5
电流原始采样信号
图3
电压电流调零、校正设置
图6
乌 1002 井电流信号的各层分解
在本系统中, 通过调用 Matlab 所提供的小波 分析函数,利用这些函数编写一套适合本系统的小 波分析算法,然后再通过 C + + 调用这套算法, 以 [4 ] 实现数据的自动分析、保存结果等 。 采油井电动机电流采样信号的去噪效果见图 7。
[2 ]
据最新资料介绍,目前国内有杆抽油的系统效 率以大 庆 油 田 最 高, 达 30% , 胜 利 油 田 居 其 次, 为 24% 。换句话说, 有杆抽油系统工作过程中有 70% 以上的能量做了无用功, 造成了大量的浪费。 以 1 口井为例, 系统效率为 20% , 油井抽油实际 用功率 10 kW,效率提高 1 个百分点,每天节电约 220 kW·h,全年节电 8 × 10 kW·h。因此, 有必 要对抽油机井进行实时监测,及时准确地发现出现 异常的油井,对经济效益不好的抽油机井进行远程 遥控关停,以便节省电力成本。鉴于此,设计了一 套基于 GPRS 通讯的抽油机井系统动态实时分析系 统。下面对该系统做详细介绍。

基于AMESim的钻井泵液压系统动态特性仿真

基于AMESim的钻井泵液压系统动态特性仿真

#专题研究!基于A MESm i的钻井泵液压系统动态特性仿真*惠纪庄纪真邹亚科(长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室)摘要设计液压钻井泵的关键是分析液压系统的动态特性。

针对钻井泵液压系统应用系统协同仿真软件A MESi m建立了液压系统仿真模型,并分析了钻井泵液压系统的各种工作状态,确定了最佳匹配参数,使得系统和液压元件的设计缺陷在物理成型前就得到优化。

结果表明,应用该方案可以使钻井泵流量稳定,无脉动;通过A MESi m仿真模型验证本方案在设计布置3个泵缸活塞初始位置、调节缸速比为2时能达到预期目标;为了保证3个活塞缸的协调运动,必须合理地设计开环增益,通过不断验证,找到一个合理的数值。

关键词钻井泵液压系统A MESi m软件动态特性仿真0引言近年来,国内外学者对钻井泵的研究发现,保证钻井泵的流量稳定、无脉动是提高其工作性能的关键[1]。

另外,研制功率大、体积小适合运输的新型钻井泵也是很多设计人员追求的目标。

美国Na2 ti o nal O il w e ll公司研制出了H e li x型六缸无脉动钻井泵。

该泵只是对机械结构做了改进,在一定程度上提高了工作性能,但是庞大的动力端结构并没有得到很大的简化。

液压钻井泵以其工作性能好、结构紧凑、体积小、密封性好、适合大批量生产的特点逐渐代替了传统的机械式钻井泵。

文献[2]表明,设计液压钻井泵的关键是分析液压系统的动态特性。

应用A MESi m软件可以使用户借助其友好的、面向实际应用的方案,研究任何元件或回路的动力学特性。

针对笔者开发的钻井泵液压系统,应用系统协同仿真软件A MESi m建立了液压系统的仿真模型,并运用A MESi m软件分析钻井泵液压系统的各种工作状态,确定最佳匹配参数,使得系统和液压元件的设计缺陷在物理成型前就得到优化,极大地缩短了设计周期,降低了设计成本。

仿真结果与试验结果吻合,验证了仿真过程的有效性。

1钻井泵液压系统仿真模型的建立111钻井泵液压系统原理本方案提供的三缸单作用液压钻井泵是由带自动换向功能的电液换向阀的油缸驱动泵缸工作的[3],通过合理布置3个泵缸活塞的初始位置,达到稳定流量输出的目的。

基于Matlab的挖掘机工作装置动力学方程

基于Matlab的挖掘机工作装置动力学方程

SJ J
3P3U
=U9 *&1&2>
S:"@T表示矩阵的迹’对于 V阶方阵来说&其迹为它
的主对角线上各元素之和’
(,W 动能计算
集中在构件某点的微小质量 LX 的动能为
)OO LYG9 *1S:"@T
GG P9 * U9 *
QQ/G34PGKGKSJ
N R + )OO Q/G4 Q3U
SJ J
3P3U
为 了 确 定 动 臂 -斗 杆 和 铲 斗 之 间 相 对 运 动 关 系 & 在 动 臂 -斗 杆 和 铲 斗 上 分 别 固 接 一 个 坐 标 系 ’假 设 固 定 回 转台为基础 坐标系&且 记 为 ./0&则 与 动 臂 固 接 的 坐 标 系 记 为 .*0&与 斗 杆 和 铲 斗 固 接 的 坐 标 系 分 别 记 为 .10和 .20’因 为 动 臂 -斗 杆 和 铲 斗 均 在 同 一 个 垂 直 平面内运动&所 以 相 对 位 置 和 相 对 运 动 都 只 是 转 角 3的 函 数’图 1给 出 斗 杆 坐 标 系 .10和 铲 斗 坐 标 系 .20的 设 定 位 姿 ’
66 - I J4 7 B
B$ # @$ 3
)CDEF
GG’B=*@HB
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KK
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666 - I J4 7 B B )CDEF
B$ # @$ 3 &$ 3
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G’B* ) G=#
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6 > >
=@=&%
7
&B’()
B$ #
GG’B=*#B+,B

基于matlab的液压管路动态特性的仿真

基于matlab的液压管路动态特性的仿真

基于MAT LAB 的液压管路动态特性的仿真张 洪T he S imulation for the Dynam ic Character of the H ydraulic P ipe Based on M A T LA BZhang H ong(江南大学机械学院,江苏省无锡市 214063)摘 要:该文以液压管路系统为研究对象,建立了系统的数学模型,利用M AT LAB 对其动特性进行仿真,结果与实验相一致,该文的仿真及建模方法可作为其他液压系统动特性研究的借鉴。

关键词:M AT LAB ;动态特性;仿真中图分类号:TH137 文献标识码:B 文章编号:100024858(2003)0920028203概述液压系统中,由于某一元件的工作状态变更(例如阀的开度变化、泵的脉动、泵的开启或停止)或受到外界干扰(例如负载的变化等)会引起管道中油液流动的不稳定,这个暂态的不稳定,可能会引起管道的谐振等动态性能的变化。

动特性变化的研究主要有实验法和计算机仿真法两种手段。

本文利用无穷乘积法建立了管路流体流动数学模型,利用具有强大功能的Matlab 工具软件对其进行了动态特性的计算机仿真。

1 管路动特性的数学模型的建立图1 带有固定节流孔的管道 管路系统可认为是由液阻、液感、液容元件所组合成的网络,这些元件的特性决定了管路系统的压力流量关系。

在短管的情况下,管路内的油柱可当作一集 中质量,管道的摩阻,油液的压缩性和管道的弹性变形也可集中一处,作为集总参数系统处理,长管道可分成无数单元,每单元均由液阻、液感、液容组成,如图1所示,端面1—1上的压力、流量分别为p 1、q 1,端面2—2上压力、流量分别为p 2、q 2。

如单位长度的液阻、液感、液容各为R hI 、L hI 及C hI ,且层流时R hI =128μπd 4,C hI=AK e,L hI =ρA,其中d 、A 分别是单位长度管道的截面直径和面积,ρ、μ分别是油液的密度和动力黏度,K e 是油液的体积弹性模量,则-9p (x ,t )9x =R hI q (x ,t )+L hI9q (x ,t )9t -9q 9x =C hI 9p (x ,t )9t (1) 收稿日期:2003203220 作者简介:张洪(1966—),男,江苏无锡人,在读博士生,主要从事计算机仿真与智能控制方面的研究工作。

Matlab 在水力学及泵站分析中的应用

Matlab 在水力学及泵站分析中的应用

Matlab 的 Simulink 动态仿真集成环境
提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序 对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。
2012-6-10 第一讲 9
课程简介
Matlab应用_水力学与泵及泵站
教材与内容
参考教材: 胡良剑, 孙晓君, Matlab数学实验, 高等教育出版社, 2006 苏金明,阮沈勇,Matlab 实用教程(第二版) , 电子工业出版社,2008 内容: 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第九章
2012-6-10
第一讲
12
课程简介
Matlab应用_水力学与泵及泵站
1.1 Matlab 的工作界面
当前工 作目录
命令 提示符 当前工 作空间
命令窗口
输入命令的 历史记录
2012-6-10
第一讲
13
课程简介
Matlab应用_水力学与泵及泵站
1.2 数据和变量 1、数据显示格式 format format (1)short format (2)long format (3)rational
2012-6-10 第一讲 6
课程简介
Matlab应用_水力学与泵及泵站
Matlab 的特点与功能
Matlab 符号计算功能
Matlab 和著名的符号计算语言 Maple 相结合
求解微分方程 y’ = y-2x/y,y(0)=1; 在Matlab中输入 dsolve('Dy=y-2*x/y','y(0)=1','x')
2、泵与泵站的调速运行以及水泵的并联工作 ——能否用计算机实现? 在以后的学习,工作、研究中会遇见很多类似问题— —需要反复使用,但是烦琐,人工计算工作量大,且精确程 度不高; 对这类问题给出计算机程序是个小小的创新吧?!

新型五缸钻井泵研制

新型五缸钻井泵研制
21 0 0年 第 3 9卷 第1 O期 第 7 1页 Байду номын сангаас
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石 油 矿 场 机 械 E QUI M ENT P
2 1 3 (O :1 7 0 0,9 1 ) 7 ~ 4


文 章 编 号 : 0 — 48 2 O 0 0 1 0 1 01 3 2( 01 )1 — 07 - 4
新 型 五 缸 钻 井 泵 研 制
胡俊成 , 新杰 , 东亮 , 乃峰 , 黄 周 李 王媛 媛
( 北石 油荣 盛 机 械 制 造 有 限公 司 , 北 任 丘 0 2 5 ) 华 河 6 5 2
摘要 : 缸 钻 井 泵 与 三缸 钻 井 泵相 比具 有 明显 的性 能 优 势 , 由 于存 在 制造 难度 大 等 问题 , 五 但 限
制 了 五 缸 钻 井 泵 的 使 用 。 在 三 缸 钻 井 泵 的 基 础 上 设 计 了 4 支 撑 结 构 曲 轴 的 五 缸 钻 井 泵 , 三 与
缸 泵 曲轴 的 受 力分 析 对 比证 明 , 4支撑 五 缸 泵 曲轴 受 力 更 为 合 理 , 针 对 曲轴 毛 坯 成 型 、 工 并 加
De eo i go w Qu n u l u u v lp n fNe i t peM d P mp
HU u - h n HUANG nj , J n c e g, Xi—i ZHOU n —in , i e g, ANG a — u n e Do gl g LINa— n W a f Yu n y a
q n up e m u p ui t l d ump wa de i e b s d n he rp e u p s sgn d a e o t t i l x m d ump wih f urpo n s pp r t a o — i t u o t ca r nks a t M e ha i a n l s ss o d t tt e f r e n t o — o nts p tc a h f. c n c la a y i h we ha h o c s o he f ur p i up or r nks f r ha twe e mo e r a o b e t n ho e on t r n h f he t i l x m u ump.Is fa e wa e i ne r e s na l ha t s he c a ks a tof t r p e d p t r m s d sg d b s d o t r n ha t a e n he c a ks f.Ai i t t ou s p ng n a m ng a he r gh ha i a d m nuf c urng r blm s f e e a a t i p o e o g n r l c a s a to ui u e mud pu p, r n h f o o g n — l i g s r c ur s de i d a d r nk h f f q nt pl m a c a ks a t f f r i g we d n t u t e wa sgne n d s u s d i e a l d ic s e n d t ie .By t s wa t nu a t rng ifc t f t ui t pl hi y he ma f c u i d fiuly o he q n u e mud pu p m wa s

基于MATLAB_SIMULINK的阀控液压缸动态特性仿真与优化

基于MATLAB_SIMULINK的阀控液压缸动态特性仿真与优化

文章编号:1004-2539(2007)04-0067-02基于MAT LAB/SIMU LINK 的阀控液压缸动态特性仿真与优化(西北工业大学, 陕西西安 710072) 崔 昊 王育才 吕建国摘要 对一开关型阀控液压缸进行数字建模,并在此基础上利用MAT LAB/SI MU LI NK 软件对其动态特性进行仿真与优化,从而对实际液压系统的设计起到十分重要的作用。

关键词 阀控液压缸系统 动态特性 建模 仿真与优化图1 引言液压系统的动态特性是衡量其性能好坏的一个重要指标,通过对液压系统进行计算机仿真,并在仿真的基础上对其进行优化,对提高系统的动态性能具有十分重要的意义。

液压控制阀和液压缸组成的阀控液压缸系统是液压系统中不可取少的组成部分,它的动态特性的好坏对整个液压控制系统的性能有决定性的影响。

本文在建立实际数学模型的基础上,利用MAT LAB/SI MU LI NK 软件对阀控液压缸系统进行仿真,很直观的分析系统动态特性和相关的影响因素,并对系统进行优化,这对设计阀控液压缸系统具有实际指导意义。

1 模型的建立图1是一个常见的开关型阀控缸系统,泵出的油经节流阀、换向阀进入工作缸,并通过换向阀控制液压缸进、排油,从而实现活塞运动及换向。

液压缸进油腔、回油腔流量连续性方程及活塞运动方程为q 1=A 1v +C 1d p 1d t (1)q 2=A 2v -C 2d p 2d t (2)p 1A 1-p 2A 2=m d vd t+Bv +F(3)式中 q 1、q 2———流进、流出液压缸的流量A 1、A 2———液压缸进油、排油腔活塞面积p 1、p 2———液压缸进、排油压力v ———活塞运动速度m ———运动部分质量B ———黏性组尼系数F ———负载力C 1、C 2———进油、排油腔及其管路的液容,C 1=V 1/K ,C 2=V 2/K ,其中V 1、V 2为工作缸进、排油腔容积,K 为油液体积弹性模量。

实验一 利用MATLAB进行系统动态特性分析

实验一  利用MATLAB进行系统动态特性分析

【单位阶跃响应曲线及其误差响应曲线】 :
3)求单位斜坡响应曲线及稳态误差: % % 求单位斜坡响应曲线及稳态误差 k=6; z=-0.5; p=[-2 1 0]; [n1,d1]=zp2tf(z,p,k); s=tf(n1,d1); sys=feedback(s,1); t=[0:0.1:50]'; num=sys.num{1}; den=[sys.den{1},0]; sys=tf(num,den); y=step(sys,t); subplot(121),plot(t,[t y]),grid es=t-y; subplot(122),plot(t,es),grid ess=es(length(es)) ess =
ct=length(t); tm=max(t); yss=y(ct); q=1; m=q-1; while m<3, for a=(tm/100):.01:tm j=[0:a:tm]; for i=1:length(j); if (y(i+1)-y(i))<0&(y(i)-y(i-1))>0, m=m+1; pm(m)=y(i); tp(m)=t(i); end end end end yss=y(ct);ess=1-yss; b1=pm(1)-yss; b2=pm(2)-yss; sigma=100*b1/yss; n=b1/b2; pusi=(b1-b2)/b1; T=(tp(2)-tp(1)); f=1/T;
【结论】 : 2)绘制单位阶跃响应曲线及稳态误差: % P214L4-16 J2 k=6; z=-0.5; p=[-2 1 0]; [n1,d1]=zp2tf(z,p,k); s=tf(n1,d1); sys=feedback(s,1); t=[0:0.1:30]'; y=step(sys,t); subplot(121),plot(t,y),grid es=1-y; subplot(122),plot(t,es),grid
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Ab s t r a c t :F o r c r a n k — l i n k e d r e c i p r o c a t i n g d il r l i n g p u mp,p r e s s u r e p u l s a t i o n i n s i d e i t s o u t l e t p i p e w a s c a u s e d b y t h e p u l s a t i o n o f
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Re s e a r c h o n Dy na mi c Fl o w Cha r a c t e r i s t i c s o f Fi V e - c y l i nd e r Dr i l l i n g Pum p Ba s e d o n Ma t l a b
Z HAN G Ho n g s h e n g ,Z HE NG Wu ,L I J i x i a ,S HA O B i n g
( 1 . C o l l e g e o f Me c h a n i c a l a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,L a n z h o u U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,
基于 M a t l a b的 五缸 钻井 泵 流量 动态 特 性 的研 究
张洪生 ,郑 武 ,李继霞 ,邵兵
( 1 .兰州理 工大 学机 电工程 学院 ,甘 肃 兰州 7 3 0 0 5 0 ; 2 .克拉 玛依 职 业技 术学 院 ,新 疆克拉 玛依 8 3 3 6 0 0 )
L a n z h o u Ga n s u 7 3 0 0 5 0,Ch i n a :
2 . K a r a m a y V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e ,K a r a ma y X i  ̄i a n g 8 3 3 6 0 0 ,C h i n a )
例进行求解 ;分析了引起流量脉动的主要因素。结 果表 明 , 排 出空气包 后管路 的流量脉 动率 随曲柄连杆 比的增大 而增加 , 但增 幅很小 ; 其 中开启 阀与关 闭阀滞后角对于空气包排出管路流量脉动的影 响最 为显 著。
关键词 :钻井泵 ;五缸 ;单作 用 ;空气包 ;滞后角
中图分类号 :T E 9 2 6 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 0 1 —3 8 8 1( 2 0 1 3 )1 5— 0 9 6— 4
t h e l f o w.T h e me t h o d o f r e d u c i n g t h e p r e s s u r e p u l s a t i o n ,a n a i r c h a mb e r a t r e a s o n a b l e p o s i t i o n a l o n g d i s c h a r g e l i n e o f d il r l i n g p u mp w a s i n s t a l l e d u s u a l l y .At c o n s i d e i r n g t h e v lv a e l a g g i n g a n g l e ,t h e d y n a mi c l f o w c h a r a c t e is r t i c s o f i f v e - c y l i n d e r d i r l l i n g p u mp b a s e d o n
2 0 1 3年 8月
机床与液压
MACHI NE T OOL & HY卷第l 5期
Vo 1 . 41 No .1 5
D OI :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1—3 8 8 1 . 2 0 1 3 . 1 5 . 0 2 6
摘要 :对于曲柄 连杆 式往 复钻井泵 ,其排 出管 内的压力 脉动是 由流量脉动 引起 的。通 常采取 的减小压力 脉动 的方 式 , 就是在钻井泵排 出管路 出口适 当位置安装空气包 。笔 者在 考虑到阀滞后 角的条件下 ,基 于 M a t l a b软件 ,对五缸单 作用钻井 泵 的流量特性进行研究。得出五缸 泵的瞬时流量方程 ;建立 了排 出空气包后管路 流量动态方程 的数值解析模 型 ,并结合算
t r a n s i e n t f l o w e q u a t i o n o f t h e d i s c h a r g e l i n e a f t e r a i r c h a m b e r w a s e s t a b l i s h e d ; a n d s o l v e d j o i n t l y w i t h e x a m p l e s .T h e ma i n ̄ c t o m c a u -
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