[发明专利]一种抽油机变速驱动模式下的无级变速器控制方法

权利要求书

1.一种抽油机变速驱动模式下的无级变速器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取载荷传感器传送的悬点载荷信息；

获取液面传感器传送的抽油杆油泵内液面高度信息；

根据悬点载荷信息和液面高度信息控制无级变速器驱动电机变速和/或换向；

构建模糊PI控制系统，基于模糊PI对所述无级变速器实施变速控制，

构建模糊PI控制系统，包括：

S1,依据无级变速器实际转速匹配需要，将模糊控制器的控制结构设计成二输入二输出模式，其中载荷电压信号误差E和电压误差变化率EC作为输入量，输出量是PI控制器参数整定量ΔKp和ΔK；

S2,根据以下公式确定量化因子：

其中K₁，K₂分别为电压误差E和电压误差变化率EC的量化因子；a_E,a_EC分别为电压误差E和电压误差变化率EC的论域范围；N_E,N_EC分别为电压误差E和电压误差变化率EC的模糊集合的个数；

选取三角隶属度函数作为转速匹配控制器的隶属度函数；

S3,确定输出量ΔKp和ΔKi的模糊控制规则；经过模糊推理运算后，得到模糊输出量，通过重心法对该结果进行解模糊，求解得到变量μ，如下式所示：

其中，μ即为输出清晰量，μ_i为各组元素的权重。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收到电机启动信号时，向无级变速器发送正向调节信号，控制电机逐步加速至预设阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向无级变速器发送正向调节信号，包括，控制器向无级变速器发送一个正向调节信号，使抽油杆离开原点方向向速度要求方向逐渐移动，实现软起动。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取抽油杆油泵离液面高度的信息，在检测到抽油杆油泵接近井内液面时，向无级变速器发出减速信号，在油泵下降直至浸没这一过程中，根据荷载传感器传送的荷载变化信号实时向无级变速器发出速度变化信号，使电机输出功率跟踪交变荷载的变化。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当油泵浸没时，监测油泵内液面高度信息，若液面高度达到预设高度，或者悬点荷载达到预设荷载阈值，向换向机构发送换向信号，控制无级变速器换向，油液举升。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：油液举升时，控制器向无级变速器发出减速信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取悬点载荷信息和液面高度信息之前，进行抽油机系统非线性耦合行为预测，在抽油机非线性耦合行为预测的基础上，建立基于多工况的变速驱动优化设计与评价平台，以得到符合要求的变速曲线。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，结合实验试凑法和传统经验法，根据抽油机系统的结构特点选择模糊控制的论域，使其输入变量调节范围在+10到-10之间，输出变量的调节范围在+1到-1之间。