本文關鍵詞：游梁抽油機磁流變二次精確平衡及控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著經(jīng)濟全球化的快速發(fā)展,能源問題已經(jīng)成為當今世界主流的問題,石油作為一種不可再生的資源推動著社會的不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的游梁式抽油機具有結構簡單、制造成本低和容易維修等優(yōu)點,使它一直在石油開采中處于主導地位。由于在工作時曲柄凈力矩波動極其劇烈,有時甚至達到了負力矩狀態(tài),大大的降低了電機的效率和使用壽命,給全球帶來了巨大的能源浪費。本文的主要研究內容是在游梁式抽油機曲柄配重一次平衡的基礎上,進行二次精確平衡研究,在游梁軸上添加磁流變阻尼器,通過對磁流變阻尼器進行半主動控制,從而調節(jié)曲柄凈力矩曲線,使其波動變平緩,達到節(jié)能效果。(1)對游梁式抽油機進行運動學和動力學分析,通過計算繪制出了懸點示功圖與曲柄凈力矩曲線。建立游梁式抽油機的三維ADAMS模型,通過仿真得到了相關的動力學與運動學曲線,對比兩種方法繪制出的曲線,它們的變化趨勢基本一致。(2)根據(jù)曲柄凈力矩曲線設計出磁流變阻尼器的三維結構模型,利用ANSYS磁場仿真模塊,對模型進行電磁學分析,并優(yōu)化了磁流變阻尼器活塞的結構,得到磁流變液剪切屈服強度與電流的關系,利用上述關系建立系統(tǒng)的賓漢(Bingham)控制模型,并求出相應的控制參數(shù)。(3)建立游梁式抽油機與磁流變阻尼器系統(tǒng)的三維裝配模型,并校核了關鍵零部件的強度,將建立好的系統(tǒng)模型導入ADAMS中,建立ADAMS與MATLAB聯(lián)合仿真系統(tǒng),設計模糊控制器對系統(tǒng)進行智能控制,最終使能耗降低了11.49%,并且電機的壽命得到了明顯的提升。本文將磁流變阻尼器應用到石油開采中,是一種前所未有的創(chuàng)新,為抽油機的未來發(fā)展指引了一條新方向。
【關鍵詞】：游梁式抽油機 磁流變阻尼器 聯(lián)合仿真 模糊控制
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE933.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景9
• 1.2 本文的研究目的和意義9-10
• 1.3 游梁抽油機與磁流變阻尼器的國內外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.3.1 游梁式抽油機節(jié)能方法的國內外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.2 MRF的國內外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 課題的主要研究內容15-17
• 第2章 游梁式抽油機的動力學與運動學分析17-35
• 2.1 抽油機的運動學及動力學理論分析17-27
• 2.1.1 抽油機的理論運動學分析17-20
• 2.1.2 抽油機懸點載荷的分析20-24
• 2.1.3 懸點示功圖的繪制24-25
• 2.1.4 曲柄凈力矩25-27
• 2.2 游梁式抽油機的三維建模與仿真27-32
• 2.2.1 游梁式抽油機的三維建模27-28
• 2.2.2 游梁式抽油機ADAMS運動學與動力學仿真28-32
• 2.3 三相異步電機的選取32-33
• 2.4 二次精確平衡方案設計33-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第3章 磁流變阻尼器的結構設計及其磁場仿真35-51
• 3.1 磁流變液簡介35-38
• 3.1.1 磁流變液的特性35-36
• 3.1.2 磁流變液的工作機理36
• 3.1.3 磁流變阻尼器的工作模式36-38
• 3.2 磁流變阻尼器的設計38-44
• 3.2.1 磁流變液的特性及選擇38-40
• 3.2.2 磁流變阻尼器結構的設計40-44
• 3.3 磁流變阻尼器有限元磁場仿真44-48
• 3.3.1 ANSYS磁場分析44-46
• 3.3.2 繪制阻尼器的B-H曲線46-48
• 3.4 BINGHAM模型的建立及其參數(shù)確定48-50
• 3.4.1 Bingham模型48-49
• 3.4.2 Bingham模型參數(shù)的確定49-50
• 3.5 本章小結50-51
• 第4章 游梁式抽油機二次精確平衡控制及仿真51-72
• 4.1 三維模型裝配與虛擬樣機模型的建立51-57
• 4.1.1 齒輪齒條的設計51-52
• 4.1.2 齒輪齒條接觸疲勞強度校核52-55
• 4.1.3 聯(lián)合仿真系統(tǒng)模型的建立55-56
• 4.1.4 總裝系統(tǒng)ADAMS模型的建立56-57
• 4.2 模糊控制器的建立57-64
• 4.2.1 模糊系統(tǒng)的理論基礎57
• 4.2.2 模糊控制系統(tǒng)57-58
• 4.2.3 模糊控制器的組成58-61
• 4.2.4 模糊控制器的設計61-64
• 4.3 ADAMS與MATLAB聯(lián)合仿真64-71
• 4.3.1 聯(lián)合仿真的簡介64
• 4.3.2 聯(lián)合仿真的實現(xiàn)方法64-65
• 4.3.3 MATLAB聯(lián)合仿真系統(tǒng)的建立65-66
• 4.3.4 系統(tǒng)的聯(lián)合仿真分析66-71
• 4.4 本章小結71-72
• 結論72-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77

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