Tüm Çalışma Modları için Sağlam ve Uyarlanabilir Kontrollü Sondaj Teçisi için Doğrusal Olmayan Pıd Kontrol Cihazı Tasarımı

Abstract

Delme kuleleri, delme, açma vb. gibi gerçek bir operasyon sırasında farklı çalışma modlarına sahiptir. Her çalışma modunun belirli harici rahatsızlıkları ve belirsizlikleri vardır.Bu çalışmada sistemin donanım ve yazılım yapıları sunulmuştur.Sondaj kulesi MATLAB/SIMULINK'te modellenmiştir ve MATLAB/SIMULINK'in gerçek zamanlı harici modunu kullanarak kaldırma ve indirme sırasında sondaj kancasının dinamiklerini gözlemlemek için TwinCAT-3 ile arabirim oluşturur. Yükselme süresi ve hız aşımının optimum değerleri analiz edilmiştir.Çeşitli akort yöntemleri uygulanmış ancak bozulmalar ve titreşimler nedeniyle sonuçları tatmin edici olmamıştır.Bu karşılaştırma, doğrusal ve doğrusal olmayan PID parametrelerinin manuel olarak ayarlanmasına dayanmaktadır.Çalışma modları için doğrusal olmayan model kullanılarak sağlam ve/veya uyarlanabilir kontrol sistemleri tasarlanmıştır.Sistemin düzgünlüğü, doğrusal olmayan pid parametreleri kullanılarak elde edilir.Çalışma, kontrolörün tasarım sürecini sunar ve referans sinyalini izlemek ve belirsizlikleri ve harici bozucuları reddetmek için önerilen kontrol sisteminin performansını değerlendirir. Laboratuarda prototip kurulumunda delme kancası ve açma işleminin kinetiği sırasında kontrolörlerin davranışları ve kararlılıkları incelenmiştir.

Drilling towers have different operating modes during a real operation like drilling, tripping etc. Each mode of operation has certain external disturbances and uncertainties. In this study the hardware and software structures of the system are presented. The drilling rig is modelled in MATLAB/SIMULINK and interfacing with TwinCAT-3 to observe the dynamics of the drill string hook, while hoisting and lowering by using real time external mode of MATLAB/SIMULINK. The optimum values of rise time and overshoot of velocity have been analyzed. Various tuning methods were applied but their results were not satisfactory due to distortions and vibrations. This comparison is based on manual tuning of linear and nonlinear PID parameters. By using the nonlinear model for modes of the operation, robust and or adaptive control systems are designed. The smoothness of the system is achieved by using nonlinear pid parameters. The study presents the design process of the controller and evaluates the performance of the proposed control system to track the reference signal and reject the uncertainties and external disturbances. The behavior of the controllers and their stabilities are studied during the kinetics of drill sting hook and tripping operation on prototype setup in the laboratory.