控制与决策

作者：黄恒宇,吴敏,陆承达,周洋

单位：中国地质大学(武汉) 自动化学院，武汉 430074;复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，武汉 430074;地球探测智能化技术教育部工程研究中心，武汉 430074,,中国地质大学(武汉) 自动化学院，武汉 430074;复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，武汉 430074;地球探测智能化技术教育部工程研究中心，武汉 430074,,中国地质大学(武汉) 自动化学院，武汉 430074;复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，武汉 430074;地球探测智能化技术教育部工程研究中心，武汉 430074,,中国地质大学(武汉) 自动化学院，武汉 430074;复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，武汉 430074;地球探测智能化技术教育部工程研究中心，武汉 430074,

关键词：钻进过程;钻柱振动;钻头-岩石作用;振动抑制;扰动估计;模型参考自适应控制

基金：国家自然科学基金项目(62273317, 62373332)；湖北省自然科学基金项目(2023AFB044)；中国博士后科学基金项目(2023TQ0337, 2024M763061)；高等学校学科创新引智计划111项目(B17040)；中国地质大学(武汉)中央高校基本科研业务费专项资金项目.

提出一种基于扰动估计和无微分模型参考自适应控制 (DF-MRAC) 的钻柱振动抑制方法, 克服地层变化对钻柱振动抑制的影响. 首先, 设计一种基于扰动估计和无微分模型参考自适应控制的钻柱振动抑制方案, 处理状态相关的钻头-岩石作用扰动对钻柱振动抑制的影响, 通过广义扩张状态观测器 (GESO) 估计包含地层信息的钻头-岩石作用扰动; 然后, 将没有钻头-岩石作用扰动的钻柱振动模型作为参考模型, 进行基于扰动估计和无微分模型参考自适应控制方法的钻柱振动抑制控制器参数设计, 克服地层变化对钻柱振动抑制的影响; 最后, 通过仿真实验验证所提方法在处理地层变化对钻柱振动抑制影响方面的有效性, 相比GESO和MRAC方法, 所提基于DF-MRAC的钻柱振动抑制方法能够更加快速和稳定地抑制钻柱振动.

来源：2025年第8期

《控制与决策》期刊编辑部

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