基于FPGA的海底泥浆举升泵控制系统设计与实现

目前,采用先进控制理论和先进控制器控制海底泥浆举升泵作为深水双梯度钻井的关键技术之一,是成功进行井控的关键;提出了针对双梯度钻井系统中海底泥浆举升泵的控制方案,选择FPGA作为系统控制器,给出了控制系统硬件构成,基于VHDL语言编制程序,分别实现对A/D、D/A的时序控制;根据海底泥浆举升泵控制系统特点,基于FPGA设计完成模糊PI控制算法,并将基于FPGA的模糊PI算法应用于对举升泵的控制,试验结果表明,设计的控制系统实现了海底泥浆举升泵入口压力为恒定值的控制要求;模糊PI控制器对系统具有较好的控制性能,为双梯度钻井作业提供了指导。     

基于CPLD的智能泵冲泥浆测量仪的研究

主要介绍了泵冲泥浆测量仪的基本工作原理,具体说明了电平转换电路,液晶显示模块,红外线遥控器软解码的设计,以及CPLD在本仪器设计中的具体应用和软件设计的部分流程图。     

双基地海底散射模型仿真研究

研究声纳探测系统优化的问题。潜艇的隐身能力越来越强,要求声纳的探测技术不断提高。为提高声纳探测系统的性能,建立了双基地海底散射模型。模型既考虑了海水和海底之间的粗糙界面引起的界面散射,又考虑了海底不均匀沉积层引起的体积散射。确定了散射强度与双基地各角度之间的关系;讨论了海底的反向散射、平面内散射和三维散射模型,通过仿真,得出散射强度随散射角度变化的特点,为双基地海底混响的预报提供了科学依据。     

双基地海底散射与角度配置关系仿真研究

海底散射是影响双基地声纳性能的重要因素之一，为了研究海底散射与双基声纳各角度（入射角、散射角和双基地角）配置的关系，该文基于Kirchhoff近似理论和扰动近似理论，建立了双基地海底散射模型，给出了散射强度与双基地声纳各角度之间的明确关系式。针对模型进行仿真实验，结果表明，双基地海底散射与角度配置关系复杂，固定其中一个角度，散射强度会随另外两个角度的变化而变，且有一定的规律性，通过合理角度配置可以减少海底散射对双基地声纳性能的影响。     

深海底履带机器车建模及仿真研究

考虑深海底履带机器车的特殊工作环境、车体的特殊设计,建立了深海底履带机器车的动力学模型. 使用MADYMO多刚体动力学仿真软件,建立了深海底履带机器车结构模型,进行了仿真分析. 与实验结果进行了比较. 仿真结果验证了所建模型的有效性．     

海底混响的空时模型及仿真

研究海底混响特性问题,海底混响是声纳设备在浅海海域进行水下探测、通信和导航中遇到的主要干扰信号.为了有效识别水中混响特征,提出了一种海底混响模型,用仿真软件为实现抗混响提供较完整的依据.采用划分散射单元,得到包含相位信息、多普勒频移信息等主要影响混响形成具有空时特性的海底混响模型,能广泛适用于各种阵列,并推导了任意阵型的阵列信号输出模型,采用带通采样技术在matlab上进行仿真,结果表明,实现了混响模型的瞬时值和包络值的概率密度分布、频谱、空时特性等.表明了仿真特性能够为抗混响研究提供依据.     

钻井设备三维建模及其工作动态仿真研究

研究钻井设备系统的动态性能,运用3DMAX软件创建钻井设备三维模型库的方法技术,并提出采用相应的优化技巧来简化实体模型的结构,使模型美观逼真的同时减小了容量；运用Virtools软件中的相应BB模块创建动画程序,搭建钻井设备仿真系统,模拟出钻井设备的工作状态、设备内部拆分,为使用者提供了形象逼真、操作便利的学习环境,并能不受环境、时间和空间等因素的影响,实时展示,摆脱了传统设备培训的图谱平面化、简单化的不足.     

双基地海底散射SSA模型角度特性仿真研究

由海底散射引起的混响是影响双基地声纳性能的重要因素之一,为了通过合理配置双基地声纳各角度来减小海底散射对双基地声纳的影响,基于小斜度近似(SSA)理论,建立了双基地海底散射强度模型.给出了散射强度与双基地声纳各角度之间的关系式.仿真结果表明.海底散射强度与双基地声纳各角度配置关系复杂,随着各角度配置的不同,散射强度会有很大的变化,但在镜反射方向上取得最大值.小斜度近似在整个入射角范围内较为准确,是一种处理粗糙面声散射问题的好方法.     

基于Simulink的海底捷联惯性导航系统数学仿真

该文提出海底用捷联惯性导航系统导航的设计方案。在分析了捷联惯性导航系统的工作原理的基础上,用Matlah／Simulink建立导航系统仿真模型,并进行了仿真研究。仿真模型的输出信号为载体的经度,纬度和高度,可以直接用来显示在外部计算机上或驱动误差修正模型。该方法充分利用了Simulink的优点,实现了高度可视化的仿真实验,也为捷联惯性导航系统的仿真提供了新的实现途径。该方法不但适用于系统的全数学仿真,而且可以推广到半实物仿真实验,有着很大的工程实用价值和推广意义。     

海底地形测量波束角效应的建模与仿真

为了解决回声测深仪波束角效应引起测深图像产生失真变形的问题,应用微分几何的原理对波束角角效应的空间结构及其数学原理进行建模.找出失真规律,并提出了波束角效应的失真模型.模型的优越之处在于提出决定波束角效应发生作用的是海底地形的线性特征而不是形状特征.最后设计仿真试验对模型进行了验证,仿真结果证明了模型的正确性.     

垂直升船机计算机监控系统仿真

垂直升船机集机、液、电为一体，运行工艺繁杂。垂直升船机计算机监控系统仿真在监控系统设备制造过程中，模拟现场设备状态、机构动作，对升船机计算机监控系统的硬件设备、软件程序进行全面的检查，对升船机的运行流程在线仿真，对可能出现的故障情况进行模拟应对，使系统的安全性和可靠性得到进一步提高。     

提升泵站控制方案的选择

以一自来水厂为实例,介绍了在主工艺及设备无法更改的条件下,通过增加检测仪表、采用自动控制技术等手段,使提升泵站的运行达到满足工艺要求、保证设备安全和降低能耗的目的.     

油气勘探钻录测数据库平台设计

在了解钻录测数据需求分析的基础上,设计基于三层体系架构的钻录测联合数据库平台。根据钻录测数据多源、海量的特点,提出以油气勘探为目标的钻录测数据库的概念模型和物理模型,探讨数据库平台数据接口的设计,并对数据库平台进行初步实现,利用胜利油田某区块的油气勘探数据进行测试,结果表明,数据库平台能有效管理钻录测数据,实现数据的快速检索,为油田生产提供有力支撑。     

基于LabVIEW的钻井井控仿真系统

利用图形化编程语言LabVIEW设计并实现了钻井井控仿真系统.该仿真系统采用LabVIEW的数据库交互技术并结合TCP/IP技术对钻井及井控中的重要设备司钻控制台、防喷器、管汇、指重表等进行了仿真实现.仿真结果表明,该设计方案人机界面友好、仿真效果逼真,开发周期短,且易于实现功能扩展.     

挖掘机提升系统神经网络PID控制的研究

建立了280-B挖掘机提升系统的数学模型;针对该系统动态特性的非线性和时变性因素,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器的设计方案,该控制器既有经典PID控制算法的特点,又有神经网络良好的自适应和抗干扰能力。Matlab仿真结果表明,基于BP神经网络的PID控制器具有较高的精度和较强的适应性,可以获得满意的控制效果。     

刚柔耦合控制系统仿真研究

该文介绍了交互使用有限元分析软件和控制系统仿真软件实现具有刚柔耦合结构复杂系统的仿真方法。使用有限元技术建立弹性体模型,通过二次开发语言编程实现弹性体动力响应有限元分析全过程,将计算所得的弹性体位置和速度响应以文件形式保存并传递给在控制系统仿真软件中建立的弹性体环节作为该环节的输出。同时在控制系统仿真软件中建立刚体动力特性模型以及控制器反馈模型,用C语言编程实现仿真软件调用有限元分析程序的接口,从而实现整个系统的仿真。该方法能够仿真具有任意复杂结构弹性体的刚柔耦合控制系统的动态响应,由于使用有限元方法使得仿真结果较为精确。     

油田钻井虚拟仿真系统

利用计算机仿真技术,研究构建一个参数化的油田钻井虚拟仿真系统,对虚拟设备进行参数化的运动控制,逼真地模拟钻井工艺过程。提出了基于数字计算仿真和视景仿真混合技术的虚拟仿真系统架构,分析并建立了井架提升系统和旋转钻进系统的数学模型,利用数学模型控制虚拟钻井设备运动,实现了对缠绕在滑轮组上钢丝绳的实时变形运动控制。最后,能够初始化系统参数、实时显示并控制钻井工艺过程中参数的变化,实现系统的交互性。     

大型先进民用飞机高升力控制系统架构研究

为了支持大型民用飞机的研制发展,对典型大型先进民用飞机的高升力控制系统进行了研究,分析了其研制特点。通过对比其中的设计技术和分析最近发展的新功能,总结出了大型先进民用飞机高升力控制系统架构的发展趋势,并设计给出了一种全新的高升力控制系统架构,可以用于国内大型民用飞机研发借鉴。     

基于HLA的训练仿真系统开发研究

以系统仿真为主要技术支撑的军用模拟训练系统是军事模拟训练的基础性工程。文章分析介绍了模拟训练系统、高层体系结构HLA以及基于HLA的仿真应用系统的开发过程;基于作者的初步研究和实践,结合海军防险救生模拟训练系统的前期研制开发,给出了基于HLA的训练仿真系统的体系结构和信息流程。本文对此领域的开发研究有一定参考意义。     

旋挖钻机钻桅自动纠偏系统PID控制与仿真

以多功能旋挖钻机为研究对象,针对钻桅垂直度手动纠偏时间长且精度不高的问题,采用闭环电液比例控制技术及PID控制技术对自动纠偏控制系统进行了设计.通过分析计算得到闭环系统各个环节的传递函数,并利用MATLAB-Simulink实现油缸位移到钻桅倾角的函数运算,从而建立整个系统的数学模型.利用Simulink工具箱对系统进行动态仿真,根据仿真结果,整定PID参数,提高系统动态响应特性,使钻桅能快速的自动纠偏到控制精度范围内,提高了钻机成孔质量和工作效率.