题目：自动垂直钻井系统电机实时控制技术研究与应用

自动垂直钻井技术研究是石油工业领域的前沿课题，以解决目前国内传统垂直钻井技术在高陡构造及深井垂直钻探时的“防斜快打”问题。 本课题源于国家863十一五重大专项“自动垂直钻井技术研究”工程项目，针对井下存在高温、高压、震动、强电磁干扰等因素的有限封闭空间，在旋转钻进过程中，精确、实时地控制防斜执行机构，实现主动防斜、纠斜功能。论文针对井下环境的扰动、负载突变等因素造成的母线电压突降等问题，设计并实现了增量式PID的控制算法。系统采用了基于中断的软件框架设计方案，以满足多任务实时响应控制的要求；系统采用位置环、速度环、电流环的三环控制策略，以获得更好的动态响应特性。在硬件实现方面，改进并调试了相关硬件电路。系统以TMS320F2812 数字信号处理器为核心，由旋转变压器、霍尔传感器、IPM智能功率模块等外围设备辅助而构成；实验室和现场的试验证明该系统样机达到了预期性能指标。 目前，本文所述的电机控制系统完成了样机测试，并已在两口实验井中得以应用，初步解决了井下恶劣工作条件下实时有效控制的问题，并为该项目863二期的工作奠定了基础。