抑制钻柱黏滑振动和钻头反弹的建模与控制

为了抑制钻柱黏滑振动和钻头反弹现象，分析了黏滑振动和钻头反弹的运动机理，根据牛顿第二定律及电力拖动系统运动学理论，建立了钻柱旋转系统、起升系统的动力学模型及其负载模型，设计了基于线性二次型（LQR）控制策略的钻柱旋转系统和起升系统的状态反馈控制器。仿真结果表明，LQR 控制器可使钻头转速稳定在给定转盘转速附近，控制系统的响应时间小于25 s，减少了钻压、扭矩和轴向位移波动，有效抑制了钻柱黏滑振动和钻头反弹现象