海上自升式钻井平台升降控制系统设计与研究.pdf

大连海事大学

硕士学位论文

海上自升式钻井平台升降控制系统设计与研究

姓名：梁晓玲

申请学位级别：硕士

专业：检测技术与自动化装置

指导教师：孟宪尧

20100601
摘要通过采用自适应智能模糊一Smith控制算法对模型进行了仿真研究。随着世界经济和技术的发展，海洋开发已成为全球新技术革命的重要组成部分，而海洋油气开发又是当今海洋资源开发工程的主要内容之一。海洋移动式平台是海洋油气勘探、开发的主要设备。目前，我国使用和制造的海上石油钻井平台中的控制系统基本都是采用国外产品，国内对海上自升式钻井平台升降系统的相关分析相对较少。因此，开展这方面的研究具有重要的意义。升锁紧控制系统研发"的合作项目。本文首先对海上自升式平台升降控制系统的原理和功能进行了总体说明，然后根据系统的要求对自升式平台的控制系统进行了设计，对系统相关的重要设备进行选型，并对升降系统进行了数学建模，最后本文阐述了海洋自升式平台分布式控制系统的组成结构，论述了上位工业控制计算机与现场级PLC之间的通讯，数据采集，集中控制等软、硬件设计的思想与制作方法。除此之外，本文的研究重点是在对平台各个组成环节进行数学建模的基础上，针对系统控制结构复杂、大时滞的特点，重点研究了适用的控制算法，本文经过对比控制方法研究，由Smith预估器到模糊预估控制，再到结合两者优势的模糊一Smith控制。为进一步提高Smith控制的稳态精度及自适应能力，提出自适应智能模糊一Smith控制策略。仿真结果表明，本文采用的控制方法的动静态特性比采用Smith预估控制具有更好的控制效果，该控制策略具有更好的动静态特性关键词：钻井平台；升降控制；数学模型；大时滞；控制算法本课题来源于大连海事大学与中远南通迪施有限公司的“自升式海洋平台提及更强的鲁棒性。中文摘要
platformsystemrequirementsmathematicalsystem．Theperformancetechnologyimportedgivenjack—updiscussedWords：DrillingABSTRACTWithtechnology,oceanicanmajordevelopmentproject．Mobileequipmentsdevelopment．Currently,thecontrolusedjack-upDalianMaritimeUniversity&CoscoDMIjointproject-一--jack-up(SJPLCS)aldesignedanddetermined．basedalgorithm．distributedcommunicationbetweenconceptsdiscussed．Besides，thecomplexpredictor,fuzzyintelligent(AIFSCA)iscontrol。Simulationproposedcomparedpredictcontr01．control；Mathematical英文摘要economicbecomeimportantaspectgasbeasoffshoreplatformsmainsystemsmadefromabroad．Domesticarefewer．SOimportanceinthesystems．thesis．Secondly,thefortermsFurthermore，amodelfuzzy-smithcomputerofalgorithmmainlycharacterSmithfuzzy-Smithfuzzy—SmithfurtherimprovedemonstratebetterwithKeyplatform；Liftingmodel；Largetimeworldhasnewrevolution．OffshoreoilviewedpartsservedexplorationdrillingneitherChinaallresearchesliftingrelativelythatitisgreatresearchthisfield．ThisdissertationNantongCo．，LtdenhancelockFirstly,theprinciplefunctionsintroducedSJPLCStypesalsoestablished．Finally,simulationresultsadaptiveTheintroduced．TheindustrialPLC，dataacquisitioncentralizedeontr01suitableduelargedelaypredictionstudied．Ansteady-stateaccuracycapacityrobustn