摘要：在永磁同步电机(PMSM)控制中,传统的滑模自抗扰控制(SM-ADRC)能够减小外部负载变化和参数变化导致控制系统性能下降所带来的影响,但是还存在控制器参数太多,整定过于复杂化的问题,故提出一种改进型SM-ADRC方法。设计了一种新型变指数趋近律及新型控制函数将其引入扩展状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈控制律(NLSEF),得到新型滑模状态观测器(SM-ESO)和新型滑模状态误差反馈控制律(SM-NLSEF),减少了SM-ESO和SM-NLSEF待整定参数个数,简化了SM-ADRC参数整定。建立Simulink仿真模型和Links-RT半实物仿真实验平台,仿真和实验结果均表明:与传统SM-ADRC相比,改进型SM-ADRC在简化参数整定的同时提高了系统的响应速度和系统的抗扰性能,减小了电流脉动。

摘要：本文设计并制作了一种基于光纤马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer, MZI)的光纤液位温度传感器。该结构是由熔接在单模光纤(single-mode fibers, SMFs)之间的一段无芯光纤(no-core fiber, NCF)和一段多模光纤(multi-mode fiber, MMF)拼接而成。由于周围环境液位和温度的变化会导致干涉仪传输光模式改变,进而引起干涉光谱条纹移动。通过检测干涉光谱的两个谷值波长的漂移情况,便可获得液位和温度响应的灵敏度,利用灵敏度系数矩阵可实现对液位和温度的同时测量。研究表明,当液位升高时,干涉光谱发生红移;在0—36 mm液位变化范围内,其最大液位响应灵敏度为208.38pm/mm。当温度升高时,干涉光谱依然保持红移现象;在30—70℃温度变化范围内,其最大温度响应灵敏度为29.67 pm/℃。该传感器结构具有灵敏度高、测量范围大、制造简单、成本低以及液位温度同时测量等优点,在传感领域具有应用潜力。

摘要：在管柱图像展开过程中,针对摄像机中心轴偏移与图像展开扭曲问题进行理论研究。通过相机成像原理分析,提出了一种基于管柱图像中心定位的模型映射展开算法。该算法利用最大类间方差法(OTSU)和区域标记法(RMA)定位管柱中心确定有效区域,通过推导投影函数,建立相机投影模型,改进映射方式,得到了无变形失真的展开图像。实验结果表明:设计方法与当前展开方法相比,消除了失真影响,实现了管柱与图像的量化关系,为后续定量分析提供了新的研究方向。

摘要：针对ECT在多相流测量过程中存在的成像质量不高、精度低、稳定性差等问题,提出并实现了基于PCNN图像融合的ECT多相流测量系统。系统采用模块化设计,主要包括阵列电极传感器模块、电容采集电路模块、上位机成像软件模块。文中设计改进的网络模型,将Tikhonov和Landweber算法的成像结果作为输入进行双通道融合成像,改善了传统算法存在的伪影、模糊的现象。实验结果表明:应用尼龙棒模拟气固两相流对系统进行测试,系统对于微小电容的测量具有良好的稳定性和准确性,通过系统的成像结果可以准确地分辨管道内不同介质的位置,其中对于流型的预测成功率为100%,相含率的测量误差在1%以内。

摘要：针对油井开采过程中需要对各相含量进行精确预测以调整开采策略的实际问题,设计了一种基于微波法的油水两相流检测系统。该系统利用微波在不同介质中透射能力的差异,构建了一套包含微波信号源、功率放大器、功率分配器、检波器和STM32F103ZET6核心板的硬件电路系统,通过编写AD采集和串口通信的软件代码,来接收检波器端幅度和相位数据。在数据处理方面,分别对幅度数据、相位数据和幅度-相位融合数据采用BP神经网络的方法预测含水率。实验表明:在使用融合数据时,预测准确度可以提高至96.33%,取得了较理想的效果。

摘要：在流量计量领域中,利用光纤传感技术对涡街流量计量的研究较少,故具有重要的研究意义。该文设计了一种悬臂梁式的光纤布喇格光栅涡街流量传感器,其利用悬臂梁自由端振动使光纤布喇格光栅中心波长发生周期性移位,从而测量涡街频率,得到流体流量信息。温度传感测试实验与流量传感测试实验结果表明,该传感器温度灵敏度为17 pm/℃,涡街流量灵敏度为0.01895 Hz/(L·h^(-1)),非线性误差为2.23%。实验验证了该传感器可应用于液体涡街流量计量。

摘要：油田配电网具有结构相对固定和有功损耗难以减少的特点。目前,油田生产面临国家“碳达峰、碳中和”的要求,分布式电源的接入可以使油田电网满足绿色环保生产和避免伴生气直接排放的要求。基于此,建立了一种油田配电网接入分布式电源的优化配置数学模型。该数学模型可以同时规划光伏发电装置和井口伴生气发电装置的容量及位置,减少电网损耗和火电供给。构建了基于神经网络能量函数的数学模型,并利用Hopfield神经网络直接求解微分方程,确定了规划方案的最优解。对西北某油田W变10 kV LD#线路接入分布式电源的实际优化结果表明,所提的优化方法和数学模型可在系统供电成本最低的前提下提高油田配电网的清洁能源比例至15.75%,实现油田配电网“清洁替代、绿色低碳、节能环保”的目标要求。

摘要：随着海洋油气开采的不断发展,电潜泵技术受到了越来越多的关注。受井下恶劣环境影响,潜油电泵的绝缘材料在其运行过程中会逐渐裂化,造成电流泄漏,引发相间断路起火或对地漏电等危险情况,对潜油电泵设备造成破坏性伤害。针对该问题,设计了一种基于互感原理的潜油电泵绝缘工况实时监测系统,在线监测潜油电泵的泄漏电流,从而实时、准确地监测到潜油电泵的绝缘工况,保障潜油电泵机组的安全运行,并构建了室内井况模拟实验。实验结果显示:此系统可以将电缆铠皮上代表井下工况的直流信号电流滤除,提取出代表潜油电泵绝缘工况的交流泄漏电流,回路中存在直流信号电流不影响监测结果;此系统测量误差小于0.14%,可以实时、精确地监测潜油电泵的绝缘工况;与现有的潜油电泵绝缘检测方案相比,解决了现有方案不能实时监测、操作复杂、需要频繁启停潜油电泵系统的不足,具有良好的应用前景。

摘要：文中提出将油田井口三相流检测数据上传云服务器的设计方案,定义了原始数据上传格式,编写服务器端解析程序的同时利用传输控制协议(transmission control protocol, TCP)上传数据,将得到的原始数据经过模型优化处理,计算油田需求的实际参数并存入服务器数据库中,供石油工程师在线提取及分析。通过多次试验测试,数据库存储稳定有序,验证了三相流测量仪器与服务器互连的可行性。文中井口三相流检测系统的设计可大量收集一手数据,也降低了油田工人手动测量的偶然误差,并通过大数据分析预测未来油井的生产状况。在石油仪器科技领域有广泛应用。

摘要：为了满足石油工业中核磁共振两相流采集系统的高精度、低成本、小型化等需求,实现对核磁共振FID信号的采集、存储、传输及显示,设计了基于DSP和FPGA的核磁共振两相流采集系统。系统采用模块化设计,主要包括AD信号采集模块、双核控制传输模块以及上位机显示模块。采集过程主要依靠FPGA控制ADC完成数据的采集、存储、传输。然后通过DSP设计最优滤波器完成对信号的去噪处理,再由串口将数据传输给上位机进行反演处理以及显示。实验结果表明:该系统能够实现FID信号的采集、存储、传输及显示,去噪后的信号信噪比提升了34.6%,反演处理后的T2谱可以识别出不同含水率下的两相流。