井眼轨迹设计系统

第五章

井眼轨道设计与轨迹控制

定向井轨迹绘图方法

11、井眼曲率的概念在井眼轴线上任意取一段,该井段上下两点的 井眼方向一般是不同的,两条方向线之间的夹角 称为”狗腿角 狗腿角”,也有人称之为”全角变化 全角变化”。 狗腿角 全角变化 单位长度的狗腿角称为“井眼曲率” 单位长度的狗腿角称为“井眼曲率”,也有人称 为”狗腿严重度 狗腿严重度”,它反映了井眼弯曲的程度 井眼弯曲的程度。 狗腿严重度 井眼弯曲的程度 在国外，计算井眼曲率，先用(6-1)式计算 狗腿角，然后代如(6-2)式求之。cos γ = cosα A * cosα B + sin α A * sin α B * cos(φB φ A ) (6-1)

式中：

γ ——该测段的狗腿角，( ° )。

k c = 30γ / Dm

(6-2)

平均井眼曲率，( ° )/30m。 平均井眼曲率 kc ——该测段的平均井眼曲率

井斜方位角示意图

井斜方位角示意图

井斜角示意图

由于式(6—1)是根据平面圆弧曲线假设而 推导的，所以计算的狗腿角乃是最小的狗腿角 最小的狗腿角， 最小的狗腿角 所以计算的井眼曲率也是最小曲率 最小曲率，我国钻井行 最小曲率 业标准规定的狗腿角用下式计算：

γ

XX大学工程技术学院

毕业设计(论文)

题 目 名 称 题 目 类 型 系 部 专 业 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师 辅 导 教 师 时 间

水平井井眼轨道设计

毕业论文 石油资源系 XXXXXXXX

XX XXX XXX

2011年2月至2011年6月

目录

任务书…………………………………………………………………………………… Ⅰ 开题报告………………………………………………………………………………… Ⅱ 指导教师审查意见……………………………………………………………………… Ⅲ 评阅教师评语…………………………………………………………………………… Ⅳ 答辩会议记录…………………………………………………………………………… Ⅴ 中文摘要………………………………………………………………………………… Ⅵ 1 绪论 .................................................................................................................................. 1

1.1

利用Matlab绘制系统的根轨迹

本章前面的内容介绍了控制系统根轨迹的绘制以及利用系统大致的根轨迹图分析系统性能的方法，若要由根轨迹获得系统在某一特定参数下准确的性能指标或者准确的闭环极点，需要依据幅值条件精确地作图。如果利用MATLAB工具箱中函数，则可方便、准确地作出根轨迹图，并利用图对系统进行分析。

MATLAB工具箱中，求系统根轨迹的几个常用函数有rlocus, rlocfind, sgrid，下面通过具体的例子来说明这些函数的应用。

例4-13 控制系统的开环传递函数为 G(s)H(s)=

绘制系统的根轨迹图。

解 利用函数rlocus函数可直接作出系统的根轨迹图，程序如下： % example4-13 % num=[1,5];

dun=[1,6,11,6,0]; rlocus(num,dun) 执行该程序后，可得到如图4-20所示的根轨迹。

图4-20 例4-13题根轨迹图

利用函数rolcus可画出系统的根轨迹图后，可用rlocfind函数在根轨迹上选择任意极点，得到相应的开环增益 和其它闭环极点。

例4-14 控制系统

摘 要

论文研究的GPS定位系统主要分为四大部分： GPS定位，单片机MPS430，GPRS传输及PC机用户界面部分。

GPS定位使用的是ET-662模块，而GPRS数据传输部分的核心部件GPRS模块采用了Siimcom公司SIM900A模块，MCU则使用美国TI公司低功耗MPS430单片机。在整个硬件系统中MSP430单片机作为系统的主控制芯片，接受由 GPS 模块采集到的位置信息并对 GPRS 模块进行控制，将坐标信息通过 GPRS 模块发到 Internet 上的监控电脑主机。PC 机用户部分采用的是 C#编写的界面，通过自动调用百度地图的API 函数，实时显示移动对象的位置信息，这样设计者可以在电脑上方便的监控移动对象的位置。

本文完成基于 GPS 和 GPRS轨迹记录系统的硬件电路和软件程序的设计。 硬件部分主要包括 GPS 模块、GPRS 模块和单片机的外围电路设计，PCB 电路板设计制作。软件部分则是包含了 MSP430 单片机控制 GPS 和 GPRS 模块的程序，以及用 C#编写的控制百度地图,数据库的程序。

关键词：PC机用户界面；GPS；GPRS；MPS430

ABSTRACT

The GPS positionin

4.4 利用根轨迹分析系统性能

利用根轨迹，可以定性分析当系统某一参数变化时系统动态性能的变化趋势，在给定该参数值时可以确定相应的闭环极点，再加上闭环零点，可得到相应零、极点形式的闭环传递函数。本节讨论如何利用根轨迹分析、估算系统性能，同时分析附加开环零、极点对根轨迹及系统性能的影响。

4.4.1 利用闭环主导极点估算系统的性能指标

如果高阶系统闭环极点满足具有闭环主导极点的分布规律，就可以忽略非主导极点及偶极子的影响，把高阶系统简化为阶数较低的系统，近似估算系统性能指标。

例4-10 已知单位反馈系统的开环传递函数为

G(s)=

K

s(s+1)(0.5s+1)

试用根轨迹法确定系统在稳定欠阻尼状态下的开环增益K的范围，并计算阻尼比ξ=0.5的

K值以及相应的闭环极点，估算此时系统的动态性能指标。

解 将开环传递函数写成零、极点形式，得

2KK*

G(s)==

s(s+1)(s+2)s(s+1)(s+2）

式中，K*=2K为根轨迹增益。

系统有三条根轨迹分支，均趋向于无穷远处； ⑴ 实轴上的根轨迹区段为：( ∞, 2]，[ 1,0]；

1 2 σ== 1 a3

⑵ 渐近线：

=(2k+1)π=±π,πa 33

⑶ 分离点：

实验报告

实验名称 线性系统的根轨迹

一、实验目的

1.熟悉MATLAB用于控制系统中的一些基本编程语句和格式。 2.利用MATLAB语句绘制系统的根轨迹。 3.掌握用根轨迹分析系统性能的图解方法。 4.掌握系统参数变化对特征根位置的影响。

二、实验内容

1．请绘制下面系统的根轨迹曲线

G(s)?K 22s(s?2s?2)(s?6s?13)G(s)?K(s?12)

(s?1)(s2?12s?100)(s?10)G(s)?K(0.05s?1) 2s(0.0714s?1)(0.012s?0.1s?1)同时得出在单位阶跃负反馈下使得闭环系统稳定的K值的范围。

2. 在系统设计工具rltool界面中，通过添加零点和极点方法，试凑出上述系统，并观察增加极、零点对系统的影响。

三、实验结果及分析

1．请绘制下面系统的根轨迹曲线

G(s)?K

s(s2?2s?2)(s2?6s?13)G(s)?K(s?12) 2(s?1)(s?12s?100)(s?10)G(s)?K(0.05s?1) 2s(0.0714s?1)(0.012s?0.1s?1)同时得出在单位阶跃负反馈下使得闭环系统稳定的K值的范围。

4.4 利用根轨迹分析系统性能

利用根轨迹，可以定性分析当系统某一参数变化时系统动态性能的变化趋势，在给定该参数值时可以确定相应的闭环极点，再加上闭环零点，可得到相应零、极点形式的闭环传递函数。本节讨论如何利用根轨迹分析、估算系统性能，同时分析附加开环零、极点对根轨迹及系统性能的影响。

4.4.1 利用闭环主导极点估算系统的性能指标

如果高阶系统闭环极点满足具有闭环主导极点的分布规律，就可以忽略非主导极点及偶极子的影响，把高阶系统简化为阶数较低的系统，近似估算系统性能指标。

例4-10 已知单位反馈系统的开环传递函数为

G(s)=

K

s(s+1)(0.5s+1)

试用根轨迹法确定系统在稳定欠阻尼状态下的开环增益K的范围，并计算阻尼比ξ=0.5的

K值以及相应的闭环极点，估算此时系统的动态性能指标。

解 将开环传递函数写成零、极点形式，得

2KK*

G(s)==

s(s+1)(s+2)s(s+1)(s+2）

式中，K*=2K为根轨迹增益。

系统有三条根轨迹分支，均趋向于无穷远处； ⑴ 实轴上的根轨迹区段为：( ∞, 2]，[ 1,0]；

1 2 σ== 1 a3

⑵ 渐近线：

=(2k+1)π=±π,πa 33

⑶ 分离点：

雷诺科雷傲加装倒车轨迹系统,科雷傲原车屏幕升级倒车轨迹

产品名称：雷诺科雷傲加装倒车轨迹系统,科雷傲原车屏幕升级倒车轨迹 产品品牌：原厂型升级导航

适合车型：2012款雷诺科雷傲(本产品适合原车带显示屏不带导航或带导航不带中国导航地图不同年份的2012款雷诺科雷傲所有车型)

产品组成：韩国/台湾进口解码器、导航模块，触摸板（原车如不带加装）、遥控器、调频，专用线材；选配：DVD、数字电视、倒车后视、倒车雷达/倒车可视、头枕显示屏、蓝牙功能、扶手屏。

一、雷诺科雷傲加装倒车轨迹系统,科雷傲原车屏幕升级倒车轨迹系统-产品特点

1、韩国台湾核心部件；特技技师安装施工。 2、加装专用触摸板，实现触摸手写的功能。

3、本产品适合原车带显示屏不带导航或带导航不带中国导航地图的不同2012款雷诺科雷傲所有车型。

4、原厂开发设计，为无损升级施工，不破坏原车结构与线路 ，不影响原车自带所有功能。 5、利用原车的显示屏，对原车屏幕升级加装，实现导航功能。 6、本产品解码器由韩国进口，确保产品品质可靠。 7、专业的技术施工团队，确保安全可靠。

8、加装后原车系统娱乐功能仍然存在，原车碟盒功能仍然照常使用。 9、加装后原车的方向盘键盘控制、行车电脑控制等功能仍

Navigator

定向井水平井轨迹设计及计算分析系统 简介

Navigator

定向井水平井轨迹设计及计算分析系统，是为中国陆上石油钻井行业量身定制的

一套定向井工程辅助系统。它可以帮助定向井工程师合理地设计一个井的轨道，在轨迹控制过程

中进行实钻计算和轨迹分析，无论何种情况，该系统都会为操作者提供准确、高效、灵活的解决

方案和计算结果。

Navigator

系统拥有轨道设计、实钻计算分析、防碰扫描等几大功能模块。轨道设计模块提

供十几种设计模型，

可以进行任何类型轨道设计；

联系口口一五八六八五七一一六口口一零一二八七六七五八口口一五一八零一三八零一联系电++--话：一八零三九五六四六四八 实钻计算准确可靠，

轨迹分析功能丰富，

实用；

Navigator

的设计及计算方法、报表输出符合最新的行业标准和国际惯例，全中文界面，图形实

时显示、图片编辑、输出功能强大，是一套操作简单、先进实用的轨迹软件。 主要的功能： 1、轨道设计 2、实钻计算 3、轨迹分析 4、防碰扫描 5、电子图板

6、实时图形

垂直剖面图、水平投影图具备以下查看功能：

z全井图和造斜点以下图形的快速切换 z图形整体无级缩放

1-2垂井直眼钻柱内析分合复钻，管柱外流体重率不相内等件条下

一.真实轴力 向自而上下各段号为1,2编,;3 各段底所在面垂深的别分：为1H,2,H3;H 段钻柱的各外圆面，内圆积积和截面面，以第一积段为分例别为Ao,11Ai和A,1有且1A=A1oA1-。i 已知管外内浆重泥率分别γi为γ和。

AooiAA

一真.轴向实 力三段钻柱，以可表多段钻柱代根。据三钻段推导柱的论，结可扩展以多到钻段柱 。为使讨论逐深入步，们我先不考钻虑压扭矩和影响。 的采用截面法行研究。进 a断面以下共三有钻柱，长段分度别为： H1Δ,Δ2H,ΔH 3Δ。H3Δ2

HHΔ1

一.真

轴向实 力 a面断下以段钻柱受各为：力 1.各段管柱在气中的空重：力–WS—第一1钻段的重力柱； W–S2—二第段柱钻的重；力– WS3—第三段柱钻重力的;

.一实真轴力向 断面以下a段钻柱受各力：为 2管外液压力合的：– F力o—第一1钻段底柱面外体压液的力力；–合F2—第o一、二段柱连接钻面断处外阶面上台体压力液合的力；–F3—o二第三、段钻连接断柱处面外台阶面液体上压力的合力；–外压管，力重力方与相反为正向；

.一实真轴力 向a面断下各段以钻受柱为：力 3管液内力的压合：力–F1i第—一钻段底