| 主权项 |
风光储联合的游梁式抽油机智能平衡装置，其特征在于，包括机械部分和控制部分，机械部分包括电机(27)，电机(27)通过皮带轮(28)与减速器(29)连接，减速器(29)和曲柄(17)连接，曲柄(17)末端上设置有曲柄平衡块(18)，曲柄(17)通过连杆(19)和游梁(20)连接，在游梁(20)后臂设置有平衡块智能调节装置(21)，在游梁(20)另一端设置有驴头(22)及杆柱系统(23)，控制部分包括单片机控制器(24)，单片机控制器(24)与机械部分平衡块智能调节装置(21)的伺服电机(12)控制端相连，单片机控制器(24)的电源端口与太阳能电池(25)和风力发电机(26)相连；所述的平衡块智能调节装置(21)包括伺服电机(12)，伺服电机(12)通过联轴器(11)与丝杠(10)连接，丝杠(10)上的丝杠螺母(9)左端设置有平衡块(8)，平衡块(8)的上下部位均贯穿有导杆(7)，两根导杆(7)固定在轴承座(2)上，轴承座(2)固定在游梁(20)上，丝杠(10)左右两端通过轴承(5)固定在轴承座(2)上，轴承(5)外端面通过端盖(4)定位，端盖(4)由螺母(6)固定；所述的单片机控制器(24)采用模糊PD控制，应用实时调节控制算法，具体如下：(1)通过传感器检测抽油机一个冲程内电流、电压，计算其平衡度；(2)根据抽油机实际平衡度，计算模糊控制器输入量e及其变化率；(3)确定模糊控制器的输入量、输出量论域范围、模糊控制规则；(4)模糊控制器对输入量进行模糊化、模糊推理、去模糊化，得到输出量k<sub>p</sub>和k<sub>d</sub>；(5)根据模糊控制器输出的参数k<sub>p</sub>和k<sub>d</sub>，PD控制器用来对抽油机平衡装置进行实时控制，输出控制量u，考虑到实时性要求，采用PD控制算法公式如下：<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>u</mi><mo>=</mo><msub><mi>k</mi><mi>p</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>B</mi><mi>j</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>B</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>k</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><mo>(</mo><msub><mi>B</mi><mi>j</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>B</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo><mo>-</mo><mo>(</mo><msub><mi>B</mi><mrow><mi>j</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>B</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mrow><mi>Δ</mi><mi>t</mi></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000900396430000021.GIF" wi="933" he="134" /></maths>式中k<sub>p</sub>为比例因子，k<sub>d</sub>为微分因子，B<sub>j</sub>为当前采样时刻的平衡度值，B<sub>j‑1</sub>为前一时刻的平衡度值，B<sub>0</sub>为最佳平衡度值，输出量u为电压值，可正可负，即伺服电机可以正向和反向转动，反向转动时，平衡块朝着远离游梁支撑中心的位置移动；(6)返回(1)。 |
