隨鉆測井無刷直流電機控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、為了滿足隨鉆測井控制系統(tǒng)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(tǒng)的硬件設計,提出了一種改進的變參數(shù)PID控制的控制策略,同時軟件編程實現(xiàn)了這一控制算法,實現(xiàn)了控制系統(tǒng)與上位機的通信和在線編程功能。
　　本文針對控制系統(tǒng)定位和穩(wěn)速的要求,通過仿真研究了傳統(tǒng)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(shù)PID控制、離散PID和帶死區(qū)的PID相結(jié)合的控制方法。針對控制系統(tǒng)定位精度一度以內(nèi)的控制要求,研究了傳統(tǒng)的絕對位置和相對位置計數(shù)的不足,提出了基于脈沖邊沿計數(shù),實現(xiàn)整數(shù)圈和小數(shù)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(xiàn)高精度的位置定位要求。針對控制系統(tǒng)的工作環(huán)境,為了增強系統(tǒng)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(xiàn)控

3、制系統(tǒng)與上位機的通信,并保證每隔200ms上傳一組控制系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù),達到了實時監(jiān)測控制系統(tǒng)運行性能的要求。針對控制系統(tǒng)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(xiàn)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(shù)據(jù)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(tǒng)軟件的控制方法能夠準確無誤實現(xiàn)系統(tǒng)軟件的更新,同時避免