[发明专利]一种基于模糊PID算法的钻井平台升降控制方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊PID算法的钻井平台升降控制方法，解决了传统PID控制难以在线实时调节控制参数，易造成控制过程较大波动的弊端，其技术方案要点是包括有以下步骤：钻井平台安装的倾角传感器实时检测并输出实际倾角，获得实际倾角与预设的最大倾角之间的倾角偏差及偏差率；模糊控制器根据反馈的倾角偏差及偏差率确定全新控制参数；将全新控制参数输入PID控制器，生成升降控制系统的控制信号；升降控制系统接收控制信号以控制驱动电机进行钻井平台的实时升降调整，本发明是一种基于模糊PID算法的钻井平台升降控制方法，实现升降控制过程中PID控制参数的动态调节，从而达到稳定控制的目的。

技术领域

本发明涉及海洋工程领域，特别涉及一种基于模糊PID算法的钻井平台升降控制方法。

背景技术

大型钻井平台的安装通常采用浮托安装方法，安装过程中需要对平台进行升降操作。由于海上环境恶劣，不稳定因素和外部干扰较多，因此需要重点关注升降控制系统的可靠性与安全性，实现平台升降装置的科学使用。传统PID控制方法的效果很大程度上取决于其控制参数K_p，K_i，K_d的选择，对于复杂多变的外部环境，很难在线实时调节PID控制参数，从而导致控制过程中出现较大的波动。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于模糊PID算法的钻井平台升降控制方法，实现升降控制过程中PID控制参数的动态调节，从而达到稳定控制的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于模糊PID算法的钻井平台升降控制方法，包括有以下步骤：

在钻井平台安装倾角传感器实时进行倾角检测并输出当前时刻的实际倾角，比较获得当前时刻的实际倾角与预设的最大倾角之间的倾角偏差及偏差率；

模糊控制器根据反馈的倾角偏差及偏差率确定全新控制参数；

PID控制器根据全新控制参数输出控制钻井平台升降的控制信号；

升降控制系统接收控制信号以控制驱动电机进行钻井平台的实时升降调整。

作为优选，PID控制具体如下：

通过PID算法公式进行计算获得输出的控制信号，

其中：U_k为电压形式输出的控制信号；K_p，K_i，K_d为全新控制参数；k为安装的倾角传感器的数量；e_k为倾角偏差；e_ck为偏差率；

e_k＝|θ_k-θ_max|，

θ_k为实际倾角，θ_max为预设的最大倾角。

作为优选，模糊控制器的处理为：

对反馈的倾角偏差及偏差率进行归一化处理；

根据归一化处理的倾角偏差及偏差率确定用于输出的全新控制参数；

输入的倾角偏差与偏差率、输出的全新控制参数的论域范围为(-1,1)。

作为优选，模糊控制器对全新控制参数的选取具体为：

对倾角偏差、偏差率根据数值设定有用于比较的适中偏差值及适中偏差率；

控制参数根据设定的中间参考段划分为：大于中间参考段的大值区间、位于中间参考段的中间值区间、小于中间参考段的小值区间；