權利要求書： 1.一種水井鉆機推進裝置無模型自適應控制方法，其特征是，所述方法包括下述步驟：(1)信號的采集與設定：

由位移傳感器得到液壓油缸活塞的位移量y；

(2)建立水井鉆機推進系統(tǒng)的動力學方程：

其中，x1為液壓缸活塞桿位移；x2液壓缸活塞桿速度；x3為液壓缸活塞的加速度；u為控制信號輸入；y為系統(tǒng)輸出；F為負載阻力；Mt為柱塞及負載折算到柱塞的總質(zhì)量；A1為柱塞有效面積；t為缸腔及管道的總?cè)莘e；Ct為液壓缸外泄露系數(shù)；βe為液壓油等效體積彈性模量，k為負載彈性剛度；kv比例放大器的增益；kp為負載敏感比例閥的閥芯位移與控制信號的比例系數(shù)；D為柱塞及負載運動中的粘滯摩擦系數(shù)；ρ為液體密度；Cξ為負載敏感比例閥閥口流量系數(shù)；w為負載敏感比例閥面積梯度；Ps為系統(tǒng)額定壓力；PL為負載壓力；sign(xv)為符號函數(shù)；xv為閥口開度；

(3)進行緊格式動態(tài)線性化處理，獲得數(shù)據(jù)模型：

對于所述動力學方程，當Δu(k)≠0時，存在偽偏導數(shù)θ(k)，使得Δy(k+1)＝θ(k)Δu(k)；

其中，|θ(k)|≤Q，Q為一個正常數(shù)；

Δy(k+1)＝y(tǒng)(k+1)?y(k)，Δu(k)＝u(k)?u(k?1)；

其中，y(k)為k時刻的系統(tǒng)輸出，u(k)為k時刻的系統(tǒng)輸入；

(4)計算偽偏導數(shù)估計律：

其中，η∈(0,1]為步長因子，μ＞0為權重因子， 為θ(k)的偽偏導數(shù)估計值，為θ(k?1)的偽偏導數(shù)估計值；

(5)設計無模型自適應控制器：

考慮如下控制準則函數(shù),

* 2 2

J[u(k)]＝|y(k+1)?y(k+1)|+λ|u(k)?u(k?1)|；

*

記λ為權重因子,y (k+1)為期望的輸出信號；將步驟(3)中動態(tài)線性化的數(shù)據(jù)模型帶入輸入準則函數(shù)，對u(k)求導，并令其求導結(jié)果等于零，可得控制算法：其中，ρ∈(0,1]是步長因子，λ＞0為權重因子；

(6)由于液壓系統(tǒng)的復雜性，水井鉆機推進系統(tǒng)由液壓油缸的正反運動控制，位移傳感器將檢測得到的水井鉆機在k?1階段的液壓油缸活塞桿位移量y(k?1)輸出為反饋電壓信號uf，電壓信號Δu(k?1)經(jīng)控制器計算輸出相應的控制信號，將控制信號施加于比例控制器上，將電壓信號轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，負載敏感比例閥可以調(diào)節(jié)液壓油缸進油口與回油口的流量，由液壓油缸活塞的受力關系，進而可以調(diào)節(jié)液壓油缸的輸出量推進力來控制水井鉆機的推進。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(3)的具體內(nèi)容為：(31)建立離散時間非線性系統(tǒng)：

y(k+1)＝f(y(k),…,y(k?my),u(k),…,u(k?mu))其中，u(k)∈R，y(k)∈R分別為k時刻系統(tǒng)的輸入與輸出；mu，my為兩個未知的正整數(shù)；f(…): 是系統(tǒng)未知的非線性函數(shù)；

(32)上述系統(tǒng)滿足以下條件：

該系統(tǒng)關于u(k)的偏導數(shù)存在且連續(xù)；

該系統(tǒng)滿足廣義Lipschitz條件，當|Δu(k)|≠0時，有|Δy(k+1)|≤Q|Δu(k)|；

* *

其中，y (k+1)為系統(tǒng)有界的期望輸出信號，u (k)為系統(tǒng)有界的輸入信號；Δy(k+1)為相鄰兩個時刻的輸出變化，Δu(k)為相鄰兩個時刻的輸入變化；故Δy(k+1)＝y(tǒng)(k+1)?y(k)，Δu(k)＝u(k)?u(k?1)；Q為一個正常數(shù)；

(33)由動力學方程可得下述兩式：

ξ(k)＝f(y(k),y(k?1),y(k?2),u(k?1))?f(y(k?1),y(k?2),y(k?3),u(k?1))；

由于|Δu(k)|≠0，故方程ξ(k)＝η(k)u(k)有解η(k)；令θ(k)＝B+η(k)；可以得到Δy(k+1)＝θ(k)Δu(k),B為f(…)的偏導數(shù)，|θ(k)|≤Q。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(4)的具體內(nèi)容為：(41)建立加權偽偏導數(shù)估計準則函數(shù)：

(42)對該準則函數(shù)關于θ(k)求極值，可得偽偏導數(shù)估計律：

4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征是：水井鉆機推進系統(tǒng)控制裝置包括：電噴柴油機、齒輪泵、溢流閥、高壓濾油器、負載敏感比例閥、比例放大器、液壓油缸、油箱；所述電噴柴油機與齒輪泵直接相連；所述齒輪泵連接高壓濾油器，并與溢流閥連接同一油箱；所述負載敏感比例閥設置有供油口P，回油口T，輸出口A與B，輸出口A與B分別連接液壓油缸的進油口與回油口；所述液壓油缸內(nèi)置磁致伸縮位移傳感器，與控制器輸入端相連；所述控制器為無模型自適應控制器；所述控制器輸出端連接比例放大器，控制信號由電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號，作為負載敏感比例閥的驅(qū)動信號。

5.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征是：水井鉆機推進系統(tǒng)的控制過程包括：電噴柴油機帶動齒輪泵作為動力機構為液壓油缸提供動力；高壓濾油器與溢流閥可以作為保護裝置避免油壓過高造成設備損害；負載敏感比例閥作為節(jié)流閥可以控制液壓油缸進油口的液壓油流量，作為方向控制閥可以控制液壓油缸的活塞桿左右運動；在控制器部分，磁致伸縮位移傳感器將液壓油缸活塞位移量轉(zhuǎn)換為電壓信號，與給定的期望電壓信號一塊輸入控制器，由控制器計算輸出相應的控制信號，將控制信號施加于比例放大器上，將微小的電壓信號放大為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，進而控制液壓油缸兩個腔的流量，從而推動活塞桿運動，產(chǎn)生輸出量推進力。

6.一種水井鉆機推進裝置無模型自適應控制系統(tǒng)，其特征在于：包括：信號采集模塊，由位移傳感器得到活塞桿的位移y；

動力學方程模塊，建立水井鉆機推進系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程：

其中，x1為液壓缸活塞桿位移；x2液壓缸活塞桿速度；x3為液壓缸活塞的加速度；u為控制信號輸入；y為系統(tǒng)輸出；F為負載阻力；Mt為柱塞及負載折算到柱塞的總質(zhì)量；A1為柱塞有效面積；t為缸腔及管道的總?cè)莘e；Ct為液壓缸外泄露系數(shù)；βe為液壓油等效體積彈性模量，k為負載彈性剛度；kv比例放大器的增益；kp為負載敏感比例閥的閥芯位移與控制信號的比例系數(shù)；D為柱塞及負載運動中的粘滯摩擦系數(shù)；ρ為液體密度；Cξ為負載敏感比例閥閥口流量系數(shù)；w為負載敏感比例閥面積梯度；Ps為系統(tǒng)額定壓力；PL為負載壓力；sign(xv)為符號函數(shù)；xv為閥口開度；

數(shù)據(jù)模型獲得模塊，進行緊格式動態(tài)線性化處理，獲得數(shù)據(jù)模型：對于所述動力學方程，當Δu(k)≠0時，存在偽偏導數(shù)θ(k)，使得：Δy(k+1)＝θ(k)Δu(k)；

其中，Δy(k+1)＝y(tǒng)(k+1)?y(k)，Δu(k)＝u(k)?u(k?1)；|θ(k)|≤Q，Q為一個正常數(shù)；y(k)為k時刻的系統(tǒng)輸出，u(k)為k時刻的系統(tǒng)輸入；

偽偏導數(shù)估計律模塊，用于計算水井鉆機推進系統(tǒng)的偽偏導數(shù)估計律：其中，η∈(0,1]為步長因子，μ＞0為權重因子， 為θ(k)的偽偏導數(shù)估計值，為θ(k?1)的偽偏導數(shù)估計值；

水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制器設計模塊，用于設計水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制器：具體包括：u(k)計算單元，用于將數(shù)據(jù)模型帶入準則函數(shù)：* 2 2

J[u(k)]＝|y(k+1)?y(k+1)|+λ|u(k)?u(k?1)|；

對u(k)求導，并令其求導結(jié)果等于零，得到：

在該式中，令uMFAC(k)＝u(k)，uMFAC(k?1)＝u(k?1)；

得到：

*

其中，λ為權重因子,用來控制輸入量的變化；y(k+1)為期望的活塞位移信號；ρ∈(0,1]為步長因子；

由于液壓系統(tǒng)的復雜性，水井鉆機推進系統(tǒng)由液壓油缸的正反運動控制，位移傳感器將檢測得到的水井鉆機在k?1階段的液壓油缸活塞桿位移量y(k?1)輸出為反饋電壓信號uf，電壓信號Δu(k?1)經(jīng)控制器計算輸出相應的控制信號，將控制信號施加于比例控制器上，將電壓信號轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，負載敏感比例閥可以調(diào)節(jié)液壓油缸進油口與回油口的流量，由液壓油缸活塞的受力關系，進而可以調(diào)節(jié)液壓油缸的輸出量推進力來控制水井鉆機的推進。

說明書： 一種水井鉆機推進裝置無模型自適應控制方法及系統(tǒng)技術領域[0001] 本發(fā)明屬于工程機械自動控制技術領域，具體的說，涉及一種水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)。背景技術[0002] 水井鉆機是進行水井鉆探施工任務的主要設備。水井鉆機通常包括回轉(zhuǎn)系統(tǒng)和推進系統(tǒng)，并且具有接立根、自動輸送和排放鉆桿等功能。水井鉆機主要采用液壓系統(tǒng)作為動力源，通過對液壓系統(tǒng)的工況進行分析，可以明確負載情況、控制對象、控制內(nèi)容及控制要求。回轉(zhuǎn)系統(tǒng)通過閥控液壓馬達系統(tǒng)，實現(xiàn)巖層的旋轉(zhuǎn)切削。推進系統(tǒng)通過液壓油缸為水井鉆機提供鉆探的軸向推進力，帶動水井鉆機動力頭進行沖擊。推進系統(tǒng)的功能是調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)動力頭的沖擊力，相當于調(diào)節(jié)孔底壓力，其特性就是當推進機構推進力為給定值時，鉆進速度隨巖層可鉆性改變時適時改變。在水井鉆機的鉆探過程中，由于圍巖內(nèi)部的情況復雜，設置恰當?shù)耐七M力至關重要。當推進力過小時，鉆頭與孔底巖石不能緊密接觸，將降低鉆進速度。當推進力過大時，會使鉆頭磨損嚴重，甚至會使鉆桿斷桿。[0003] 目前，水井鉆機的鉆進控制主要通過人工手動控制實現(xiàn)，這依賴于操作人員的工作經(jīng)驗。不恰當?shù)耐七M力和回轉(zhuǎn)速度，將導致水井鉆桿別桿、斷桿甚至停機等故障，大大影響施工效率。近年來，國內(nèi)外學者提出了采用PI控制方法以提高的水井鉆機的鉆進控制性能。但是，在水井鉆機鉆探系統(tǒng)中，由于井底工況較為復雜，尤其在未知情況下對系統(tǒng)進行控制時，傳統(tǒng)PI控制方法需要操作員不斷調(diào)整參數(shù)進行鉆機速度的控制，這對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生了影響，而且也會產(chǎn)生超調(diào)等現(xiàn)象。另外，水井鉆機是一種典型的復雜非線性系統(tǒng)，鉆機控制系統(tǒng)在實際控制系統(tǒng)中會受到鉆機系統(tǒng)本身的復雜性、非線性、建模誤差、結(jié)構老化和磨損，以及實際作業(yè)環(huán)境惡劣等因素的影響。由于這些因素的作用，建立一個比較精準的數(shù)學模型是比較困難的，魯棒性也較差。因此，基于模型的控制方法在解決此類問題時受到了挑戰(zhàn)。[0004] 針對水井鉆機推進系統(tǒng)存在的模型不確定性、未建模動態(tài)和外界泥沙等干擾因素，提出一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的魯棒無模型自適應控制策略。用于實現(xiàn)水井鉆機推進系統(tǒng)的運動控制。對于無模型自適應控制(modelfreeadaptivecontrol，MFAC)，文獻(侯忠生，金尚泰.無模型自適應控制：理論與應用)利用受控系統(tǒng)的輸入輸出數(shù)據(jù)直接進行控制器的設計與分析，實現(xiàn)了未知非線性受控系統(tǒng)的參數(shù)自適應控制和結(jié)構自適應控制。無模型自適應控制方法具有良好的移植性，只需要受控系統(tǒng)提供輸入輸出數(shù)據(jù)，不依賴數(shù)據(jù)模型的精確性。將無模型自適應控制用于水井鉆機的推進系統(tǒng)中，為復雜多干擾的水井鉆探任務提供了一種新的研究思路和方法。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明針對水井鉆機推進系統(tǒng)存在的模型不確定性、未建模動態(tài)和外界泥沙等干擾因素，提供了一種水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術中的魯棒性較差的問題，在復雜工況中實現(xiàn)了鉆機推進系統(tǒng)的最優(yōu)控制，提高了鉆探效率。[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案予以實現(xiàn)：[0007] 一種水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)，所述方法包括下述步驟：[0008] (1)信號的采集與設定：[0009] 由位移傳感器得到液壓油缸活塞的位移量y；[0010] (2)建立水井鉆機推進系統(tǒng)的動力學方程：[0011][0012][0013][0014] 其中，x1為液壓缸活塞桿位移；x2液壓缸活塞桿速度；x3為液壓缸活塞的加速度；u為控制信號輸入；y為系統(tǒng)輸出；F為負載阻力；Mt為柱塞及負載折算到柱塞的總質(zhì)量；A1為柱塞有效面積；t為缸腔及管道的總?cè)莘e；Ct為液壓缸外泄露系數(shù)；βe為液壓油等效體積彈性模量，k為負載彈性剛度系數(shù)；kv為比例放大器的增益；kp為負載敏感比例閥的閥芯位移與控制信號的比例系數(shù)；D為柱塞及負載運動中的粘滯摩擦系數(shù)；ρ為液體密度；Cξ為負載敏感比例閥閥口流量系數(shù)；w為負載敏感比例閥面積梯度；Ps為系統(tǒng)額定壓力；PL為負載壓力；xv為閥口開度，sign(xv)為符號函數(shù)；[0015] (3)進行緊格式動態(tài)線性化處理，獲得數(shù)據(jù)模型：[0016] 對于所述動力學方程，當Δu(k)≠0時，存在偽偏導數(shù)θ(k)，使得[0017] Δy(k+1)＝θ(k)Δu(k)；[0018] 其中，|θ(k)|≤Q，Q為一個正常數(shù)；[0019] Δy(k+1)＝y(tǒng)(k+1)?y(k)，Δu(k)＝u(k)?u(k?1)；[0020] 其中，y(k)為k時刻的系統(tǒng)輸出，u(k)為k時刻的系統(tǒng)輸入；[0021] (4)計算偽偏導數(shù)估計律：[0022][0023] 其中，η∈(0,1]為步長因子，μ＞0為權重因子， 為θ(k)的偽偏導數(shù)估計值，為θ(k?1)的偽偏導數(shù)估計值；[0024] (5)設計無模型自適應控制器：[0025] 考慮如下控制準則函數(shù),[0026] J[u(k)]＝|y*(k+1)?y(k+1)|2+λ|u(k)?u(k?1)|2；[0027] 記λ為權重因子,y*(k+1)為期望的輸出信號；將步驟(3)中動態(tài)線性化的數(shù)據(jù)模型帶入輸入準則函數(shù)，對u(k)求導，并令其求導結(jié)果等于零，可得控制算法：[0028][0029] 其中，ρ∈(0,1]是步長因子，λ＞0為權重因子；[0030] (6)由于液壓系統(tǒng)的復雜性，水井鉆機推進系統(tǒng)由液壓油缸的正反運動控制，位移傳感器檢測得到的水井鉆機在k?1階段的液壓油缸活塞桿位移量y(k?1)，輸出為反饋電壓信號uf，電壓信號Δu(k?1)經(jīng)控制器計算輸出相應的控制信號，將控制信號施加于比例控制器上，將電壓信號轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，負載敏感比例閥可以調(diào)節(jié)液壓油缸進油口與回油口的流量，由液壓油缸活塞的受力關系，進而可以調(diào)節(jié)液壓油缸的輸出量推進力來控制水井鉆機的推進；[0031] 進一步的，步驟(3)的具體內(nèi)容為：[0032] (31)建立離散時間非線性系統(tǒng)：[0033] Δy(k+1)＝f(y(k),…,y(k?my),u(k),…,u(k?mu))[0034] 其中，u(k)∈R，y(k)∈R分別為k時刻系統(tǒng)的輸入與輸出；mu，my為兩個未知的正整數(shù)； 是系統(tǒng)未知的非線性函數(shù)；[0035] (32)上述系統(tǒng)滿足以下條件：[0036] 該系統(tǒng)關于u(k)的偏導數(shù)存在且連續(xù)；[0037] 該系統(tǒng)滿足廣義Lipschitz條件，當|Δu(k)|≠0時，有|Δy(k+1)|≤Q|Δu(k)|；[0038] 其中，y*(k+1)為系統(tǒng)有界的期望輸出信號，u*(k)為系統(tǒng)有界的輸入信號；Δy(k+1)為相鄰兩個時刻的輸出變化，Δu(k)為相鄰兩個時刻的輸入變化；故Δy(k+1)＝y(tǒng)(k+1)?y(k)，Δu(k)＝u(k)?u(k?1)；Q為一個正常數(shù)；

[0039] (33)由狀態(tài)空間方程可得下述兩式：[0040][0041] ξ(k)＝f(y(k),y(k?1),y(k?2),u(k?1))?f(y(k?1),y(k?2),y(k?3),u(k?1))；[0042] 由于|Δu(k)|≠0，故方程ξ(k)＝η(k)u(k)有解η(k)；令θ(k)＝B+η(k)；可以得到Δy(k+1)＝θ(k)Δu(k)，B為f(…)的偏導數(shù)，|θ(k)|≤Q；[0043] 更進一步的，步驟(4)的具體內(nèi)容為：[0044] (41)建立加權偽偏導數(shù)估計準則函數(shù)：[0045][0046] (42)對該準則函數(shù)關于θ(k)求極值，可得偽偏導數(shù)估計律：[0047][0048] 進一步的，所述水井鉆機推進系統(tǒng)控制裝置包括：電噴柴油機、齒輪泵、溢流閥、高壓濾油器、負載敏感比例閥、比例放大器、液壓油缸、油箱；所述電噴柴油機與齒輪泵直接相連；所述齒輪泵連接高壓濾油器，并與溢流閥連接同一油箱；所述負載敏感比例閥設置有供油口P，回油口T，輸出口A與B，輸出口A與B分別連接液壓油缸的進油口與回油口；所述液壓油缸內(nèi)置磁致伸縮位移傳感器，與控制器輸入端相連；所述控制器為無模型自適應控制器；所述控制器輸出端連接比例放大器，控制信號由電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號，作為負載敏感比例閥的驅(qū)動信號；

[0049] 更進一步的，所述水井鉆機推進系統(tǒng)的控制過程包括：電噴柴油機帶動齒輪泵作為動力機構為液壓油缸提供動力；高壓濾油器與溢流閥可以作為保護裝置避免油壓過高造成設備損害；負載敏感比例閥作為節(jié)流閥可以控制液壓油缸進油口的液壓油流量，作為方向控制閥可以控制液壓油缸的活塞桿左右運動；在控制器部分，磁致伸縮位移傳感器將液壓油缸活塞位移量轉(zhuǎn)換為電壓信號，與給定的初始電壓信號作為控制器的輸入量，由控制器計算輸出相應的控制信號，將控制信號施加于比例放大器上，比例放大器將微小的電壓信號放大為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，進而控制液壓油缸兩個腔的流量，從而推動活塞桿運動，產(chǎn)生輸出量推進力；[0050] 一種水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)，其特征在于：包括：[0051] 信號采集模塊，由位移傳感器得到活塞桿的運動速度y；[0052] 動力學方程建立模塊，建立水井鉆機推進系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程：[0053][0054][0055][0056] 其中，x1為液壓缸活塞桿位移；x2液壓缸活塞桿速度；x3為液壓缸活塞的加速度；u為控制信號輸入；y為系統(tǒng)輸出；F為負載阻力；Mt為柱塞及負載折算到柱塞的總質(zhì)量；A1為柱塞有效面積；t為缸腔及管道的總?cè)莘e；Ct為液壓缸外泄露系數(shù)；βe為液壓油等效體積彈性模量，k為負載彈性剛度系數(shù)；kv為比例放大器的增益；kp為負載敏感比例閥的閥芯位移與控制信號的比例系數(shù)；D為柱塞及負載運動中的粘滯摩擦系數(shù)；ρ為液體密度；Cξ為負載敏感比例閥閥口流量系數(shù)；w為負載敏感比例閥面積梯度；Ps為系統(tǒng)額定壓力；PL為負載壓力；xv為閥口開度，sign(xv)為符號函數(shù)；[0057] 數(shù)據(jù)模型獲得模塊，進行緊格式動態(tài)線性化處理，獲得數(shù)據(jù)模型：對于所述動力學方程，當Δu(k)≠0時，存在偽偏導數(shù)θ(k)，使得：Δy(k+1)＝θ(k)Δu(k)；|θ(k)|≤Q，Q為一個正常數(shù)；其中，Δy(k+1)＝y(tǒng)(k+1)?y(k)，Δu(k)＝u(k)?u(k?1)；y(k)為k時刻的系統(tǒng)輸出，u(k)為k時刻的系統(tǒng)輸入；[0058] 偽偏導數(shù)估計器，用于計算水井鉆機推進系統(tǒng)的偽偏導數(shù)估計律：[0059][0060] 其中，η∈(0,1]為步長因子，μ＞0為權重因子， 為θ(k)的偽偏導數(shù)估計值，為θ(k?1)的偽偏導數(shù)估計值；[0061] 水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制器設計模塊，用于設計水井鉆機推進系統(tǒng)的無模型自適應控制器：具體包括：u(k)計算單元，用于將數(shù)據(jù)模型帶入準則函數(shù)：[0062] J[u(k)]＝|y*(k+1)?y(k+1)|2+λ|u(k)?u(k?1)|2；[0063] 對u(k)求導，并令求導后的值為零，得到：[0064][0065] 在該式中，令uMFAC(k)＝u(k)，uMFAC(k?1)＝u(k?1)；[0066] 得到：[0067][0068] 其中，λ為權重因子,用來控制輸入量的變化；y*(k+1)為期望的活塞位移信號；ρ∈(0,1]為步長因子；[0069] 由于液壓系統(tǒng)的復雜性，水井鉆機推進系統(tǒng)由液壓油缸的正反運動控制，位移傳感器檢測得到的水井鉆機在k?1階段的液壓油缸活塞桿位移量y(k?1)，輸出為反饋電壓信號uf，電壓信號Δu(k?1)經(jīng)控制器計算輸出相應的控制信號，將控制信號施加于比例控制器上，將電壓信號轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，負載敏感比例閥可以調(diào)節(jié)液壓油缸進油口與回油口的流量，由液壓油缸活塞的受力關系，進而可以調(diào)節(jié)液壓油缸的輸出量推進力來控制水井鉆機的推進；[0070] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：本發(fā)明的一種水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)，通過位移傳感器采集水井鉆機推進系統(tǒng)液壓油缸的活塞運動位移y；建立水井鉆機推進系統(tǒng)的動力學方程；并采用緊格式動態(tài)線性化方法獲得水井鉆機推進系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型；計算水井鉆機推進系統(tǒng)的偽偏導數(shù)估計律；設計水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制器；由于液壓系統(tǒng)的復雜性，水井鉆機推進系統(tǒng)由液壓油缸的正反運動控制，位移傳感器檢測得到的水井鉆機在k?1階段的液壓油缸活塞桿位移量y(k?1)，輸出為反饋電壓信號uf，電壓信號Δu(k?1)經(jīng)控制器計算輸出相應的控制信號，將控制信號施加于比例控制器上，將電壓信號轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，負載敏感比例閥可以調(diào)節(jié)液壓油缸進油口與回油口的流量，由液壓油缸活塞的受力關系，進而可以調(diào)節(jié)液壓油缸的輸出量推進力來控制水井鉆機的推進。無模型自適應控制器有良好的可移植性，只需要控制系統(tǒng)提供輸入輸出量，對系統(tǒng)復雜，建模困難的系統(tǒng)有良好的適應性。因此，本實施例的控制方法及系統(tǒng)，通過水井鉆機推進系統(tǒng)的無模型自適應控制器抑制了在水井鉆機鉆進過程中的不確定因素引起的振蕩，具有較強的抗干擾性與魯棒性，更加符合水井鉆機實際工況。[0071] 結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實施方式后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。附圖說明[0072] 圖1為水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法的一個實施例的流程圖；[0073] 圖2為本發(fā)明提出的水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法的結(jié)構框圖；[0074] 圖3為現(xiàn)有技術中PI矢量控制系統(tǒng)下的結(jié)構框圖；[0075] 圖4為水井鉆機推進系統(tǒng)的控制裝置模擬仿真圖；[0076] 圖5為負載不變時MFAC控制下負載敏感比例閥閥口開度曲線；[0077] 圖6為負載不變時MFAC控制下液壓缸速度曲線；[0078] 圖7為負載不變時PI控制下負載敏感比例閥閥口開度曲線；[0079] 圖8為負載不變時PI控制下液壓缸速度曲線；[0080] 圖9為相同圍巖下MFAC與PI控制推進力的比較曲線；[0081] 圖10為不同圍巖下MFAC與PI控制的推進力比較曲線；[0082] 圖4中附圖標記的含義：[0083] 1?電噴柴油機主體模塊，2?發(fā)動機控制器模塊，3?電噴柴油機速度給定模塊，4?電噴柴油機溫度給定模塊，5?溫度轉(zhuǎn)換模塊，6?變速齒輪箱模塊，7?齒輪泵模塊，8?高壓濾油器模塊，9?油箱模塊，10?溢流閥模塊，11?負載敏感比例閥模塊，12?電噴柴油機啟動信號模塊，13?液壓油缸模塊，14?負載模擬轉(zhuǎn)換單元，15?負載敏感比例閥控制器，16?位移傳感器模塊，17?負載力矩轉(zhuǎn)換模塊，18?旋轉(zhuǎn)速度傳感器模塊，19?比例放大器，20?負載力矩給定模塊，21?電噴柴油機廢氣排放模塊，22?減速齒輪箱速度給定模塊，23?期望電壓給定信號模塊，24?電噴柴油機缸數(shù)給定模塊。具體實施方式[0084] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明做進一步詳細說明。[0085] 本發(fā)明針對水井鉆機推進系統(tǒng)存在的模型不確定、未建模動態(tài)和外界泥沙等干擾因素，提供了一種水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)。在水井鉆機推進系統(tǒng)中，以液壓油缸作為推進裝置，對水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)進行詳細說明。[0086] 參見圖1所示，本實施例的水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法，具體包括下述步驟：[0087] 步驟S1：信號的采集與設置：[0088] 由位移傳感器得到水井鉆機推進系統(tǒng)液壓油缸的活塞桿位移y；[0089] 步驟S2：由水井鉆機推進系統(tǒng)的動力學方程建立數(shù)學模型：[0090] (S21)記Q1、Q2分別為液壓油缸進油口與回油口流量，Cξ為負載敏感比例閥閥口流量系數(shù)，w為負載敏感比例閥面積梯度，xv為k時刻負載敏感比例閥閥口開度大小，P1、P2分別為進油腔與回油腔的壓力，Ps為系統(tǒng)額定壓力，P0為回油壓力，其流量方程為：[0091][0092][0093] (S22)記活塞桿位移x1，Ct為液壓缸外泄露系數(shù)，Cip為液壓缸內(nèi)泄露系數(shù)，1、2為液壓缸進油腔與回油腔體積，βe為液壓油等效體積彈性模量，A1、A2分別為液壓缸無桿腔與有桿腔的有效面積，其液壓油缸連續(xù)方程為：[0094][0095][0096] (S23)記Mt為柱塞及負載折算到柱塞的總質(zhì)量，k為負載彈性剛度系數(shù)，D為柱塞及負載運動中的粘滯摩擦系數(shù)，F(xiàn)為負載力矩，其活塞的力平衡方程為：[0097][0098] (S24)式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)得水井鉆機推進系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程：[0099][0100][0101][0102] 其中，x1為液壓缸活塞桿位移；x2液壓缸活塞桿速度；x3為液壓缸活塞的加速度；u為控制信號輸入；y為系統(tǒng)輸出；F為負載阻力；Mt為柱塞及負載折算到柱塞的總質(zhì)量；A1為柱塞有效面積；t為缸腔及管道的總?cè)莘e；Ct為液壓缸外泄露系數(shù)；βe為液壓油等效體積彈性模量，k為負載彈性剛度系數(shù)；kv為比例放大器的增益；kp為負載敏感比例閥的閥芯位移與控制信號的比例系數(shù)；D為柱塞及負載運動中的粘滯摩擦系數(shù)；ρ為液體密度；Cξ為負載敏感比例閥閥口流量系數(shù)；w為負載敏感比例閥面積梯度；Ps為系統(tǒng)額定壓力；PL為負載壓力；xv為閥口開度，sign(xv)為符號函數(shù)；[0103] 步驟S3：進行緊格式動態(tài)線性化處理，獲得數(shù)據(jù)模型：[0104] (S31)建立離散時間非線性系統(tǒng)：[0105] Δy(k+1)＝f(y(k),…,y(k?my),u(k),…,u(k?mu))(7)[0106] 其中，u(k)∈R，y(k)∈R分別為k時刻系統(tǒng)的輸入與輸出；mu，my為兩個未知的正整數(shù)； 是系統(tǒng)未知的非線性函數(shù)；[0107] (S32)上述離散時間非線性系統(tǒng)滿足以下條件：[0108] 該系統(tǒng)關于u(k)的偏導數(shù)存在且連續(xù)；[0109] 該系統(tǒng)滿足廣義Lipschitz條件，當|Δu(k)|≠0時，有|Δy(k+1)|≤Q|Δu(k)|；[0110] 其中，y*(k+1)為系統(tǒng)有界的期望輸出信號，u*(k)為系統(tǒng)有界的期望輸入信號；Δy(k+1)為相鄰兩個時刻的輸出變化，Δu(k)為相鄰兩個時刻的輸入變化，故Δy(k+1)＝y(tǒng)(k+1)?y(k)，Δu(k)＝u(k)?u(k?1)；Q為一個正常數(shù)；

[0111] (S33)由動力學方程可得下述兩式：[0112] Δy(k+1)＝f(y(k),y(k?1),y(k?2),u(k))?f(y(k),y(k?1),y(k?2),u(k?1))[0113] +f(y(k),y(k?1),y(k?2),u(k?1))?f(y(k?1),y(k?2),y(k?3),u(k?1))[0114] ＝BΔu(k)+ξ(k)(8)[0115] ξ(k)＝f(y(k),y(k?1),y(k?2),u(k?1))?f(y(k?1),y(k?2),y(k?3),u(k?1))(9)[0116] 由于|Δu(k)|≠0，故方程ξ(k)＝η(k)u(k)有解η(k)；[0117] 令θ(k)＝B+η(k)；可以得到：[0118] Δy(k+1)＝θ(k)Δu(k)(10)[0119] 其中，|θ(k)|≤Q，Q為一個正常數(shù)；B為f(…)的偏導數(shù)；[0120] 步驟S4：計算偽偏導數(shù)估計律：[0121] (S41)建立加權偽偏導數(shù)估計準則函數(shù)：[0122][0123] (S42)對該準則函數(shù)關于θ(k)求極值，可得偽偏導數(shù)估計律：[0124][0125] 其中，η∈(0,1]為步長因子，μ＞0為權重因子， 為θ(k)的偽偏導數(shù)估計值，為θ(k?1)的偽偏導數(shù)估計值；[0126] 步驟S5：設計無模型自適應控制器：[0127] 考慮如下控制準則函數(shù),[0128] J[u(k)]＝|y*(k+1)?y(k+1)|2+λ|u(k)?u(k?1)|2(13)[0129] 其中，λ為權重因子,y*(k+1)為期望的輸出信號；[0130] 將步驟S3中的式(10)帶入輸入準則函數(shù)，對u(k)求導，并令其等于零，可得控制算法[0131][0132] 在該式中，令uMFAC(k)＝u(k)，uMFAC(k?1)＝u(k?1)，得到：[0133][0134] 其中，λ為權重因子,用來控制輸入量的變化；y*(k+1)為期望的輸出量信號；ρ∈(0,1]為步長因子；[0135] 步驟S6：水井鉆機推進系統(tǒng)推進力調(diào)節(jié)模塊，由于液壓系統(tǒng)的復雜性，水井鉆機推進系統(tǒng)由液壓油缸的正反運動控制，位移傳感器檢測得到的水井鉆機在k?1階段的液壓油缸活塞桿位移量y(k?1)，輸出為反饋電壓信號uf，電壓信號Δu(k?1)經(jīng)控制器計算輸出相應的控制信號，將控制信號施加于比例控制器上，將電壓信號轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，負載敏感比例閥可以調(diào)節(jié)液壓油缸進油口與回油口的流量，由液壓油缸活塞的受力關系，進而可以調(diào)節(jié)液壓油缸的輸出量推進力來控制水井鉆機的推進。[0136] 本實施例的一種水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)，通過采集水井鉆機推進系統(tǒng)液壓油缸的活塞速度y；建立水井鉆機推進系統(tǒng)的動力學方程；并采用緊格式動態(tài)線性化方法獲得水井鉆機推進系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型；計算水井鉆機推進系統(tǒng)的偽偏導數(shù)估計律；設計水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制器；將位移傳感器檢測得到的水井鉆機在k?1階段的液壓油缸活塞桿位移量y(k?1)，輸出為反饋電壓信號uf，電壓信號Δu(k?1)經(jīng)控制器計算輸出相應的控制信號，將控制信號施加于比例控制器上，將電壓信號轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，負載敏感比例閥可以調(diào)節(jié)液壓油缸進油口與回油口的流量，由液壓油缸活塞的受力關系，進而可以調(diào)節(jié)液壓油缸的輸出量推進力來控制水井鉆機的推進；因此，本實施例的控制方法及系統(tǒng)，通過液壓油缸的無模型自適應控制器抑制了在水井鉆機鉆進過程中的不確定因素引起的振蕩，具有較強的抗干擾性與魯棒性，更加符合水井鉆機實際工況。[0137] 本實施例的控制方法是一種以無模型自適應控制算法為基礎的水井鉆機推進系統(tǒng)控制方法，能夠有效解決水井鉆機推進系統(tǒng)的控制問題，該方法對水井鉆機推進系統(tǒng)存在的模型不確定、未建模動態(tài)和外界泥沙等干擾因素所造成的輸出誤差與超調(diào)問題，有很好的解決效果，可以提高水井鉆機在復雜工況下的控制精度，滿足了水井鉆機推進系統(tǒng)對魯棒性與抗干擾性的要求。另外，無模型自適應控制以其本身不依賴模型的特點，具有良好的移植性，只要提供系統(tǒng)的輸入輸出量，就可以得到良好的控制輸出。[0138] 參見圖4所示，為本實施例的水井鉆機推進系統(tǒng)的控制裝置圖。該控制裝置通過電噴柴油機帶動齒輪泵作為動力裝置為液壓缸提供動力；負載敏感比例閥既可以作為方向控制裝置控制液壓油缸的正反運動，又可以作為節(jié)流閥控制液壓油缸進出油口的流量；液壓油缸作為執(zhí)行機構提供水井鉆機的軸向推進力。[0139] 參見圖4所示，水井鉆機推進系統(tǒng)控制裝置結(jié)構如下：如圖電噴柴油機由電噴柴油機主體模塊(1)、發(fā)動機控制器模塊(2)、電噴柴油機速度給定模塊(3)、電噴柴油機溫度給定模塊(4)，溫度轉(zhuǎn)換模塊(5)、變速齒輪箱模塊(6)、電噴柴油機啟動信號模塊(12)、旋轉(zhuǎn)速度傳感器模塊(18)、電噴柴油機廢氣排放模塊(21)、減速齒輪箱扭矩給定模塊(22)以及電噴柴油機缸數(shù)給定模塊(24)組成。發(fā)動機控制器模塊(2)接收來自電噴柴油機啟動信號模塊(12)、電噴柴油機缸數(shù)給定模塊(24)以及電噴柴油機速度給定模塊(3)的信號進行柴油機啟動與停止的控制；電噴柴油機主體模塊(1)通過合理設定柴油機的控制器參數(shù)，使得柴油機能夠更接近實際工況的運行，主要包括外部負載需求信號，柴油機在工作過程中的壓強信號、轉(zhuǎn)速信號、燃燒效率信號、燃燒模式信號、加速控制信號、溫度控制信號；變速齒輪箱模塊(6)輸入來自減速齒輪箱扭矩給定模塊(22)與電噴柴油機主體模塊(1)的扭矩信號與轉(zhuǎn)速信號；變速齒輪箱模塊(6)與旋轉(zhuǎn)速度傳感器模塊(18)相連；齒輪泵模塊(7)連接旋轉(zhuǎn)速度傳感器模塊(18)；齒輪泵模塊(7)與高壓濾油器模塊(8)直接相連；溢流閥模塊(10)與齒輪泵模塊(7)連接同一油箱；負載敏感比例閥模塊(11)同時連接高壓濾油器模塊(8)與油箱，且連接有比例放大器(19)接收來自負載敏感比例閥控制器(15)的控制信號；所述負載敏感比例閥(11)與液壓油缸模塊(13)雙向連接；所述液壓缸模塊(13)與負載模擬轉(zhuǎn)換單元(14)相連，負載模擬轉(zhuǎn)換單元(14)連接線性位移傳感器模塊(16)；線性傳感器模塊(16)與負載力矩轉(zhuǎn)換模塊(17)相連，負載力矩給定模塊(20)提供模擬實驗用的鉆機推進過程中的負載力矩。[0140] 參見圖4所示,水井鉆機推進系統(tǒng)控制裝置的運動過程為：電噴柴油機通過帶動齒輪泵模塊(7)嚙合進行吸油與排油，齒輪泵模塊(7)的轉(zhuǎn)速控制液壓油的流量；高壓濾油器模塊(8)與溢流閥模塊(10)可以將多余油壓在溢流閥的設定壓力下消耗掉，可以作為保護裝置避免油壓過高造成設備損害；負載敏感比例閥模塊(11)作為節(jié)流閥可以控制液壓油缸模塊(13)進油口的液壓油流量，作為方向控制閥可以控制液壓油缸模塊(13)的活塞桿左右運動；當水井鉆機進行鉆具推進時，液壓油缸活塞向右運動，負載敏感比例閥模塊(11)的供油口P與輸出口A相連接，回油口T與輸出口B相連，閥芯右移；當水井鉆機進行鉆具提升時，液壓油缸活塞左移，進油口P與輸出口B相連，回油口T與輸出口A相連，閥芯左移；當閥芯處于中位時，全部油口切斷，液壓油缸活塞不動；在控制器部分，位移傳感器模塊(16)將液壓油缸的活塞位移量轉(zhuǎn)換為電壓信號作為控制器的輸入量施加于控制器，由控制器計算出相應的控制信號，將控制信號施加于比例放大器(21)上，將微小的電壓信號放大為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，進而控制液壓油缸兩個腔的流量與壓力，從而推動活塞桿運動，產(chǎn)生輸出量推進力。[0141] 在實際系統(tǒng)中可以采用適用于液壓系統(tǒng)的內(nèi)置式磁致伸縮位移傳感器作為反饋系統(tǒng)，磁致伸縮位移傳感器將測得的活塞位移量以電壓的形式輸出，反饋電壓與給定電壓作為控制器的輸入量，控制器計算輸出相應的控制信號，通過比例放大器將電壓量的控制信號轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動負載敏感比例閥閥芯位移的電流信號，控制負載敏感比例閥的閥口開度，進而控制液壓油缸的流量與壓力，從而推動活塞桿運動產(chǎn)生位移，并給被控機構一個推進力。[0142] 本實施例中，水井鉆機系統(tǒng)中設備核心參數(shù)取值，如表1所示。[0143]參數(shù)[單位] 數(shù)值 參數(shù)[單位] 數(shù)值

8 6

βe/(Pa) 6.5×10 D/(N·s/m) 10

3 ?3

Cξ 0.61 t/(m) 10

3 2 ?2

ρ/(kg/m) 850 A1/(m) 10

5

Mt/(kg) 100 F/(N) 1.4×10

?1 5 ?16

k/(A· ) 0.001 Ct/(m(N·s)) 5×10

w(m) 0.0025 kp 0.01

[0144] 表1水井鉆機推進系統(tǒng)中控制裝置的設備核心參數(shù)。[0145] 具體的控制系統(tǒng)的工作過程，已經(jīng)在上述控制方法中詳述，此處不再贅述。下面對現(xiàn)有技術中PI矢量控制系統(tǒng)以及本實施例的無模型自適應控制水井鉆機推進系統(tǒng)進行分析。[0146] 在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下建立了水井鉆機推進系統(tǒng)的無模型自適應控制器，鉆機推進系統(tǒng)中的設備參數(shù)如表1所示。根據(jù)實際系統(tǒng)的調(diào)試情況，設計無模型自適應控制器參數(shù)的取值η、μ、ρ、λ、β，并適當選取MFAC控制對照組PI控制的參數(shù)KP、Ki。[0147] 圖5與圖6為負載不變時，無模型自適應控制下水井鉆機推進系統(tǒng)的負載敏感比例閥閥口開度曲線與液壓油缸速度曲線，仿真時當速度誤差減小到零時閥口開度降為零，在圖5中，負載敏感比例閥立即響應，但存在0.0005m的超調(diào)；仿真時液壓油缸活塞運行的初始速度v0為0.1m/s，0.05s時系統(tǒng)即可達到平衡狀態(tài)，負載敏感比例閥能夠立刻響應。[0148] 在對比實驗PI控制中，圖7中的負載敏感比例閥需要0.125s的響應時間，且存在0.005m的超調(diào)；在圖8中，常規(guī)PI控制下液壓缸活塞運行的初始速度為0.1m/s，0.1s時系統(tǒng)可達到平衡狀態(tài)，而負載敏感比例閥需要0.125s的響應時間。MFAC控制顯著提高了控制系統(tǒng)的響應速度，并且能夠保證響應過程中無超調(diào)。

[0149] 在同一圍巖性狀下不同控制方式的推進力比較。如附圖9所示，比較無模型自適應控制器與PI控制器，當水井鉆機在黃土層工作時，MFAC控制在0.01s時即可以達到最優(yōu)推進力270N，PI控制在0.25s之前，不能達到鉆進泥質(zhì)砂巖中的推進力，在0.25s后可以達到270N的推進力。[0150] 圍巖條件突變時不同控制方式的推進力比較。水井鉆機在鉆進過程中，遇到圍巖性狀發(fā)生突變時，要不斷調(diào)節(jié)負載敏感比例閥的出口壓力，使鉆機推進力滿足最佳性能要求。如附圖10所示，在0.5s之前，MFAC控制在0.1s時可以達到穩(wěn)定，PI控制隨著負載加大，有100N的超調(diào)，且在0.2s時達到穩(wěn)定；在0.5s時鉆機的工作條件發(fā)生突變，圍巖性狀由泥質(zhì)砂巖變?yōu)橹猩皫r，此時PI控制推進力也發(fā)生突變，MFAC控制能夠穩(wěn)定的達到最優(yōu)推進力

1150N，且不會發(fā)生突變，在鉆井的復雜工況下，有更好的控制性能，且對鉆井設備有一定的保護。

[0151] 本發(fā)明針對水井鉆機推進系統(tǒng)存在的模型不確定、未建模動態(tài)和外界泥沙等干擾因素，提供了一種水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)。在水井鉆機推進系統(tǒng)中，以液壓油缸作為推進裝置，對水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)進行了詳細說明。所提出的水井鉆機推進系統(tǒng)控制器本質(zhì)上是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的控制方法，其考慮了水井鉆機推進系統(tǒng)存在的結(jié)構和參數(shù)不確定等建模復雜的問題，基于輸入輸出數(shù)據(jù)在線逼近其模型中的非線性不確定項；在動態(tài)線性化的技術下，提出了面向該類復雜非線性系統(tǒng)的無模型自適應控制方法；通過推進系統(tǒng)在當前工作點軌線附近用一系列的動態(tài)線性化模型來替代離散非線性系統(tǒng)，同時僅利用動力定位系統(tǒng)的I/O數(shù)據(jù)來在線估計動態(tài)線性化模型中的偽偏導數(shù)，從而補償由于模型不確定性而產(chǎn)生的誤差；最后，基于水井鉆機推進系統(tǒng)的復雜工況，針對不同情況得到不同的推進力。[0152] 本實例提出了一種水井鉆機推進系統(tǒng)無模型自適應控制方法及系統(tǒng)，通過在線調(diào)整偽偏導數(shù)，保證了水井鉆機推進系統(tǒng)跟蹤誤差的一致有界性。通過仿真實驗，比較了現(xiàn)有技術PI矢量控制系統(tǒng)與無模型自適應水井鉆機推進系統(tǒng)的控制性能，結(jié)果表明，無模型自適應控制的水井鉆機推進系統(tǒng)在負載不變時，能夠更快的達到穩(wěn)定，且抗干擾性更強；在負載突然加大時，無模型自適應控制與PI控制相比，能夠更穩(wěn)定的達到設定推進力，避免了推進力突變造成的設備損壞。無模型自適應控制以其本身不依賴模型的特點，具有良好的移植性，只要提供系統(tǒng)的輸入輸出量，就可以得到良好的控制輸出。水井鉆機推進系統(tǒng)的無模型自適應控制方法對推進系統(tǒng)模型參數(shù)的不確定性以及未知工況的擾動具有較強的魯棒性，算法的可控性、穩(wěn)定性更高，可實現(xiàn)未知工況下水井鉆機推進系統(tǒng)的跟蹤控制。[0153] 以上實例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護的技術方案的精神和范圍。