ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ БУРОВОЙ МАШИНЫ Советский патент 1974 года по МПК E21B44/02 E21B3/00 

1

Известен экстремальный регулятор для буровой машины, содержащий датчик регулируемого параметра, исполнительные устройства, блок экстремального регулирования и переключатель каналов регулирования.

Предлагаемое устройство отличается тем, что оно снабжено блоком перемены алгоритма поиска экстремума, причем блок экстремального регулирования выполнен в виде контура самонастройки, вход которого соединен с датчиком регулируемого параметра через устройство коррекции уставки, пенрерывное запоминающее устройство и блок перемены алгоритма, а выход - с входом командного генератора и согласующего элемента, входы которого соединены с запоминающими устройствами и командным генератором, а выходы - с элементом сравнения. Это позволяет повысить быстродействие регулятора.

На чертеже приведена структурная схема экстремального регулятора.

К объекту регулирования (буровой мащине) 1 подсоединены исполнительные устройства 2, а на выходе объекта включен датчик 3 регулируемого (оптимизируемого) параметра. Таким регулируемым параметром может быть, например, скорость бурения.

Датчик 3 регулируемого параметра соединен с блоком перемены алгоритма ноиска экстремума 4, а последний соединен с блоком

экстремального регулировання 5, связанным каналом обратной связи с блоком неремены алгоритма поиска 4, а каналами прямой связи - с переключателем каналов регулирования 6, подключенным к исполнительным устройствам 2.

В блоке экстремального регулирования 5 регулятор 7 режима работы командного генератора соединен с командным генератором 8,

а также с датчиком 3 регулируемого параметра через устройство коррекции уставки 9, непрерывное запоминающее устройство 10 и блок пере.мены алгоритма поиска 4. Командный генератор 8 соедипен с согласующим элементом 11 и запоминающими устройствами 12, а согласующий элемент И, в свою очередь, соединен с запоминающими устройствами 12 и элементом сравнения 13. Регулятор работает следующим образом.

На объект регулировання воздействует какое-либо из исполнительных устройств 2, а регулируемый параметр измеряется датчиком 3 и через блок перемены алгоритма 4 поступает в блок экстремального регулирования 5.

После прохода точки естественного или искусственного экстремума блок экстремального регулирования 5 подает сигнал на блок перемены алгоритма 4, который переводит блок экстремального регулирования 5 с алгоритма поиска по способу запоминания экстремума на алгоритм шагового поиска. После уточнения местоположения экстремума блок экстремального регулирования 5 подает сигнал на блок перемены алгоритма 4 и на переключатель каналов регулирования 6. В соответствии с этими сигналами экстремальный регулятор переходит к поиску экстремума по следующему каналу регулирования. Поиск частного оптимума по второму каналу регулирования и всем остальным выглядит аналогично. Перебрав каналы регулирования, регулятор снова переходит на первый канал. Когда будет достигнут оптимум по всем каналам (среднее значение регулируемого параметра перестанет изменяться) регулятор либо прекратит дальнейший поиск и перейдет на режим слежения, либо будет совершать автоколебания небольшой амплитуды в оптимальной области. Это зависит от степени перемежаемости и изменчивости физико-механических свойств пород. Для повышения качества регулирования регулятор содержит контур самонастройки. Он работает следуюш,им образом. Величина регулируемого показателя с датчика 3 через блок перемены алгоритма поиска экстремума 4 и непрерывное запоминающее устройство 10 поступает в устройство коррекции уставки 9. Последнее вырабатывает установку и задает ее регулятору 7 режима работы командного генератора 8. В соответствии с этой установкой регулятор 7 задает командному генератору 8 такой режим работы, который функционально зависит от величины регулируемого параметра в области, близкой к частному и полному экстремумам. Поэтому и величина шага регулирования функционально зависит от указанной величины регулируемого параметра. Так происходит самонастройка качества регулирования в зависимости от свойств горных пород и условий бурения. Для повторного использования информации, накопленной в каждом запоминающем устройстве, блок экстремального регулирования 5 дополнительно содержит согласующий элемент 11. Последний получает сигналы от командного генератора 8 н производит переключение выходных сигналов запоминающих устройств 12, подаваемых на элемент сравнения 13 таким образом, что последующее значение величины регулируемого параметра (или интеграла от него) в следующем шаге регулирования становится предыдущим значением. Это позволяет использовать информацию, накопленную в каждом запоминающем устройстве, дважды: сначала как последующее, а затем (в следующем шаге регулирования) как предыдущее значение величины регулируемого параметра. Повторное использование информации позволяет уменьшить продолжительность цикла регулирования на 35- 40%, что дает возможность в той же мере уменьшить частоту пробных возмущающих воздействий на буровую установку. Предмет изобретения Экстремальный регулятор для буровой машины, содержащий датчик регулируемого параметра, исполнительные устройства, блок экстремального регулирования и переключатель каналов регулирования, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора, он снабжен блоком перемены алгоритма поиска экстремума, причем блок экстремального регулирования вынолнен в виде контура самонастройки, вход которого соединен с датчиком регулируемого нараметра через устройство коррекции уставки, непрерывное запоминающее устройство и блок перемены алгоритма, а выход - с входом командного генератора и согласующего элемента, входы которого соединены с запоминающими устройствами и командным генератором, а выходы - с элементом сравнения.