Определение периода сложных сигналов и диагностических коэффициентов при контроле насосного оборудования нефтепромыслов

• Автор: Ли, Дмитрий Валентинович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание стр.

Перечень принятых сокращений

Введение
Глава 1. Обзор литературы по вопросам определения периода сложного сигнала и диагностических коэффициентов. Уточнение решаемых задач
1.1. Общие сведения и классификация методов определения периода и диагностических коэффициентов

1.2. Факторы, затрудняющие определение периода

1.3. Основные требования к разрабатываемым методикам

1.4. Задачи, решаемые в диссертационной работе Глава 2. Определение периода сложных сигналов по нулевым переходам
2.1. Общие соображения по методике определения периода сложного сигнала по нулевым переходам
2.2. Алгоритм определения периода сложного сигнала по нулевым переходам с учтом влияния постоянной составляющей и шума

2.3. Описание программы нахождения периода сложного сигнала по нулевым переходам

2.4. Исследование работоспособности программы нахождения периода сложного сигнала по нулевым переходам
2.5. Основные результаты и выводы исследований Глава 3. Определение периода сложного сигнала по его среднему значению
3.1. Общие сведения
3.2. Случай с кратными гармониками
3.3. Случай с промежуточными гармониками
3.4. Влияние помех
3.5. Основные результаты и выводы исследований
Глава 4. Определение периода сложного сигнала по средним квадратичным отклонениям и его использование при расчте диагностических коэффициентов и дистанционном контроле ШГНУ
4.1. Общие сведения
4.2. Случай с шумами
4.3. Определение диагностических коэффициентов на основе ДПФ с предварительным определением периода
4.4. Применение величины периода как основной информативной компоненты при дистанционном контроле и диагностике ШГНУ
4.5. Основные результаты и выводы исследований
Заключение
Приложение 1. Программа вычисления периода сложного периодического сигнала
Приложение 2. Программа вычисления периода гармонического сигнала по минимуму его среднего значения Приложение 3. Программа вычисления периода полигармонического сигнала по минимумам его среднего значения Приложение 4. Программа вычисления периода полигармонического сигнала по среднеквадратической оценке Приложение 5. Программа вычисления спектрального состава с помощью дискретного преобразования Фурье Приложение 6. Способ передачи и распознавания кодовых комбинаций 5 Приложение 7. Способ передачи и распознавания двоичной информации
Приложение 8. Способ определения периода многочастотного сигнала, представленного в цифровой форме
Приложение 9. Акт о внедрении результатов диссертационной работы Ли Д.В. Определение периода сложных сигналов и диагностических коэффициентов при контроле насосного 1 оборудования нефтепромыслов в учебный процесс ЭЛТИТПУ
Приложение . Справка об использовании результатов диссертационной работы Ли Д.В. Определение периода сложных сигналов и диагностических коэффициентов при кон 2 троле насосного оборудования нефтепромыслов в ООО ТНПВО СИАМ
Приложение . Акт о внедрении результатов диссертационной работы Ли Д.В. Определение периода сложных сигналов и диагностических коэффициентов при контроле насосного оборудования нефтепромыслов в программный 3 комплекс Контроль и диагностика штанговых глубинных насосных установок по мгновенным значениям тока и напряжения
Приложение . Описание программного комплекса Контроль и диагностика штанговых глубинных насосных установок по 4 мгновенным значениям тока и напряжения Библиографический перечень
Перечень принятых сокращений
АЧХ амплитудночастотная характеристика
БПФ быстрое преобразование Фурье
ВАМГ вольтамперметрограмма
ВАРМГ варметрограмма
ВМГ ваттметрограмма
ДПФ дискретное преобразование Фурье
МНК метод наименьших квадратов
ОМ омметрограмма
ПО программное обеспечение
СК станоккачалка
СКО среднее квадратическое отклонение ТГ токограмма ФГ ф азограмма
ФКиД функциональный контроль и диагностика ФЧХ фазочастотная характеристика ШГНУ штанговая глубинная насосная установка ЭЦНУ электроцентробежная насосная установка
Введение
Актуальность


В Российской федерации не существует устоявшегося термина, характеризующего гармоники, не кратные основной по частоте. По этой причине термин промежуточная гармоника был позаимствован автором из стандартов Германии. Добавим, что некоторые авторы называют такие гармоники интергармониками . Ясно, что наличие промежуточных гармоник существенно усложняет процесс определения периода сигнала. Понятно, что чем разнообразнее ряд тестовых сигналов, тем в более полной мере будет произведено тестирование. В различных прикладных задачах использование величины периода носит, как правило, промежуточный характер для последующих вычислений. В диссертации рассматривается возможность использования величины периода в качестве основной информативной компоненты при организации дистанционного контроля и диагностики насосного оборудования. Завершая краткое введение в проблематику диссертационной работы, подчеркнм, что конечным результатом проводимых исследований будет нахождение диагностических коэффициентов, используемых при поиске ответов на вопросы о работоспособности насосной установки в терминах норма авария и обеспечении минимального энергопотребления за счт должного механического уравновешивания ШГНУ. Целью диссертационной работы является разработка методик и алгоритмов определения периода сложных сигналов и их применение в задачах функционального контроля и диагностики насосного оборудования на нефтепромыслах по диагностическим коэффициентам, получаемых на основе преобразования Фурье исследование работоспособности этих методик и возможности использования величины периода в качестве основной информативной компоненты при дистанционном контроле и диагностике насосного оборудования. ДПФ с предварительным определением периода с помощью тестовых и реальных сигналов. Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач используются методы теории цифровой обработки информации численное моделирование, сглаживание и фильтрация временных последовательностей данных, гармонический анализ. Экспериментальные исследования проводились с помощью вычислительного эксперимента. При решении задачи поиска периода сложных сигналов впервые рассмотрено совокупное влияние таких нежелательных факторов как наличие в рассматриваемых сигналах постоянной составляющей, кратных и промежуточных гармоник, фазовых сдвигов между гармоническими составляющими, шума. Впервые рассмотрена реализация комплексного дискретного преобразования Фурье совместно с процедурой предварительного определения периода сложных сигналов. Проведены исследования по возможности использования величины периода в качестве основной информативной компоненты при передаче и распознавании информации в частотных системах и получены не описанные ранее в научнотехнической литературе результаты. Часть алгоритмов может использоваться в качестве ПО для ЭВМ. Разработаны оригинальные методики определения периода сложных сигналов, которые в последующем нашли применение при составлении трх заявок на получение патентов РФ, характеризующих оригинальную конкурентоспособную продукцию, а также при разработке лабораторных работ по курсу Информационное обеспечение управления энергосистемами работ, использованных в учебном процессе в ТПУ. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение оригинальных методик определения периода сложных сигналов и ДПФ, совмещнного с процедурой определения периода произведено тестирование программного продукта на реальных и тестовых сигналах и получены свидетельства на регистрацию данных программ. Метод определения периода по средним квадратичным отклонениям нашл применение при разработке программного обеспечения системы функционального контроля и диагностики штанговых глубинных насосных установок. Реализация результатов работы. Созданы алгоритмы и программы поиска периода сложных сигналов, вычисления диагностических коэффициентов на основе преобразования Фурье, совмещнного с процедурой определения периода сложных сигналов при функциональном контроле и диагностике насосного оборудования на нефтепромыслах. Практическая реализация подтверждается соответствующими документами. Апробация работы.