冯　鑫，何新霞

(中国石油大学(华东)信息与控制工程学院，山东 青岛　266580)



基于模糊PID的海洋立管疲劳试验装置控制系统设计

冯鑫，何新霞

(中国石油大学(华东)信息与控制工程学院，山东 青岛266580)

海洋立管作为海洋油气开发的关键设备，在运行期间面临疲劳失效的风险，需要对立管进行疲劳试验；针对海洋立管共振弯曲疲劳试验法，提出基于 S7-300 PLC实现海洋立管共振弯曲疲劳试验装置控制系统的设计思想；采用黄金分割法，寻找确定试件共振频率点；同时，为保障系统能够在该共振频率点稳定运行，采用S7-300 PLC作为核心控制器，结合参数自调节模糊PID控制算法，设计完成疲劳试验装置中转速模糊PID控制器，实现对系统转速的精确控制，使得海洋立管疲劳试验装置控制系统在具有PLC控制灵活、可靠性高等特点的同时，大大提高了其自动化程度。

立管；疲劳试验装置；共振弯曲；黄金分割法；模糊控制；PLC

0　引言

立管是海洋油气开发的关键装备，在运行期间，会因波浪、海流等因素的作用，在立管两侧形成脱离频率与立管固有频率相同的漩涡[1]，引起立管的强烈震动，使得立管面临疲劳失效的风险。

为了精确地预报和提高立管疲劳寿命，需要对立管进行疲劳试验[2]。目前，国内外立管结构疲劳试验方法主要包括四点弯曲疲劳试验法、旋转弯曲疲劳试验法和共振弯曲疲劳试验法。本文选用的共振弯曲疲劳试验法优点在于试验频率高，可大大减少试验时间，在试验时只需控制立管试件在其固有频率振动。……