[发明专利]基于加权的钻井平台升降单元传动效率仿真方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及钻井平台仿真的技术领域，尤其涉及基于加权的钻井平台升降单元传动效率仿真方法及系统。

背景技术

目前利用多体动力学分析软件，能够进行钻井平台升降单元行星齿轮机构的模型仿真，获得齿轮机构的输入/输出的转速与输入/输出的力矩，但是由于齿轮轮齿的碰撞啮合所引起的接触力变化，以及数值计算中存在的误差，得到的仿真数据是波动的，存在若干极值点。

在现有的技术中，每隔一段时间采样一次得到一组仿真数据点，再对所得到的多组离散数据点采用最小二乘法进行拟合，从而获得效率曲线。最小二乘法的缺点就是对所有数据是等权重处理，数据离散程度越大的点，与平均值的差越大，平方后也进一步放大；数据离散程度越小的点，则效果相反，因此最小二乘法容易受到极值点的影响，存在着对数据离散程度的评价标准单一，得到的结果不一致，仿真效果不理想的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种弱化极值点影响的基于加权最小二乘的钻井平台升降单元传动效率仿真方法。

本发明的另一个目的在于提出一种基于加权最小二乘的钻井平台升降单元传动效率仿真系统。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

基于加权最小二乘的钻井平台升降单元传动效率仿真方法，包括以下步骤：

(1)三维建模：对钻井平台升降单元传动装置进行建模；

(2)模型处理：将模型导入Adams机械系统，根据Adams机械系统分析的需要，对模型进行处理；

(3)仿真分析：进行虚拟样机仿真，并输出仿真数据于文本文件中；

(4)传动效率初始计算：对所述仿真数据等时间间隔进行采样，得到多组离散数据点，进行效率值初始计算；

(5)加权最小二乘法拟合：将所得的效率值通过加权最小二乘法进行拟合，得到效率曲线。

进一步说明，所述仿真数据包括电机转速、电机转矩、输出齿轮单元负载和输出齿轮转速。

进一步说明，所述三维建模是通过Solidworks软件对钻井平台升降单元的对齿轮、轴承、齿轮箱和若干孔进行建模。

进一步说明，所述对模型进行处理包括如下内容：

A创建完整个实体装配模型，对部件进行简化，将独立运动的部件整体保存为.x_t文件格式；

B将零部件导入Adams中，设置系统的装配信息、构件的材料信息、构件的名称和质量信息；

C建立Adams动力学仿真边界条件，确定各构件的相对运动关系，附加初始条件。

进一步说明，所述仿真分析进行虚拟样机仿真，通过设置电动机角速度和负载转矩，仿真时间、求解器和仿真步长来运行仿真，并输出所述仿真数据于文本文件中。

基于加权最小二乘的钻井平台升降单元传动效率仿真系统，包括三维建模模块、模型处理模块和仿真分析模块，还包括传动效率初始计算模块和加权最小二乘法拟合模块，所述传动效率初始计算模块包括仿真数据的效率值初始计算；所述加权最小二乘法拟合模块包括加权最小二乘法的拟合。

进一步说明，所述三维建模模块包括通过Solidworks软件对钻井平台升降单元的对齿轮、轴承、齿轮箱和若干孔的建模。

进一步说明，所述模型处理模块包括根据Adams机械系统分析的需要对模型的处理。

进一步说明，所述仿真分析模块包括进行虚拟样机的仿真以及仿真数据的输出。

本发明的有益效果：本发明提出的所述钻井平台升降单元传动效率仿真方法与现有的方法对数据离散程度的评价标准不同，为避免极值点的影响，通过加权最小二乘法对数据进行权重分配，即对不同的效率计算值加不同的权重，从而弱化了离散程度大的数据点的影响，更重视离散程度越小的数据信息，结果一致性更好，使对钻井平台升降单元传动效率的仿真效果更加准确、直观、方便，计算过程的抗干扰性相应增强，得到的效率曲线计算结果也更加符合实际。

附图说明

图1是本发明一个实施例的基于加权最小二乘的钻井平台升降单元传动效率仿真方法的流程图；

图2是本发明一个实施例的基于加权最小二乘的钻井平台升降单元传动效率仿真系统的框架图；

图3是本发明一个实施例的钻井平台升降单元传动装置仿真结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

基于加权最小二乘的钻井平台升降单元传动效率仿真方法，包括以下步骤：

(1)三维建模：对钻井平台升降单元传动装置进行建模；