一种基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统，DSP控制系统模块分别与信号测量模块、信号放大模块以及伺服电机驱动器组连接，用于对信号测量模块发送的检测信号进行采样和算法处理，并将得到的控制信号发送至信号放大模块和伺服电机驱动器组；执行模块分别与信号放大模块以及伺服电机驱动器组连接，用于依据控制信号驱动各个部件。该升沉补偿测控系统采用具有浮点运算能力的DSP控制系统模块作为主处理器，体积小，能够科学地安排多线程、分配内存、管理中断，同时也提升了系统的实时特性，改善了升沉补偿的效果。并且信号测量模块可以检测不同类型的信号，进一步提升了系统对升沉情况的实时监控能力、预测能力和控制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统
本技术涉及海洋石油机械
，特别是涉及一种基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统。
技术介绍
海上浮式钻井平台在深海作业时，由于海浪、洋流、强风的作用，会使钻井平台产生横摇、纵摇、艏摇、横漂、纵漂、垂漂(即升沉)六个自由度的摇荡运动，其中垂直方向上的升沉运动对钻井作业的影响最大。利用海洋浮式钻井平台或钻井船进行深水或超深水钻井作业时，对钻柱的提升、下放等必须依靠超大功率的绞车来完成。升沉补偿系统和绞车是深海浮式钻井所必需的两套装置，现有技术中提出的绞车型升沉补偿系统同时具有升沉补偿系统和绞车的功能，还具有能量回收功能。对于绞车型升沉补偿系统来说，必须建立起合理的测控系统才满足各项使用要求。传统方式中，浮式钻井平台上的测控系统主要以工业控制计算机为主，但工业控制计算机不仅体积庞大，不便于移动，而且运算速率较底，成本高，不便于系统优化。基于工控机的测控系统的这些不足之处，对应用于升沉补偿这种要求运算速率高、实时控制的工作场合来说，一定程度上影响了升沉补偿的效果。可见，如何改善升沉补偿的效果，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统，可以改善升沉补偿的效果。为解决上述技术问题，本技术提供了一种基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统，包括信号测量模块、DSP控制系统模块、信号放大模块、伺服电机驱动器组和执行模块，所述信号测量模块与所述DSP控制系统模块连接，用于将不同类型的检测信号传输至所述DSP控制系统模块；所述DSP控制系统模块分别与所述信号放大模块以及所述伺服电机驱动器组连接，用于将接收的所述检测信号进行采样和算法处理，得到控制信号，并将所述控制信号发送至所述信号放大模块和所述伺服电机驱动器组；所述执行模块分别与所述信号放大模块以及所述伺服电机驱动器组连接，用于接收所述信号放大模块和所述伺服电机驱动器组发送的经过放大处理后的控制信号，并依据所述控制信号驱动各个部件。可选的，所述信号测量模块包括马达压力传感器组、蓄能器压力传感器组、钢丝绳压力传感器、平台测速单元和滚筒转速编码器。可选的，所述DSP控制系统模块包括多通道AD采样模块、正交编码模块、控制算法模块和控制输出模块，所述多通道AD采样模块分别与所述马达压力传感器组、所述蓄能器压力传感器组、所述钢丝绳压力传感器和所述平台测速单元连接，用于对接收的检测信号进行采样处理，得到对应的初始采样信号；所述正交编码模块与所述滚筒转速编码器连接，用于依据接收的所述滚筒转速编码器输出的脉冲信号，计算出滚筒的转速；所述控制算法模块分别与所述多通道AD采样模块、所述正交编码模块以及所述控制输出模块连接，用于将算法处理后得到的每个控制信号发送至所述控制信号输出模块；所述控制信号输出模块分别与所述信号放大模块和所述伺服电机驱动器组连接，用于将所述控制信号发送至所述信号放大模块和所述伺服电机驱动器组。可选的，所述信号放大模块包括变量泵信号放大器组、泵源信号放大器组、刹车信号放大器组和液压变压器信号放大器组。可选的，所述执行模块包括伺服电机组、变量泵组、泵源换向阀组、刹车换向阀组和液压变压器马达组，所述伺服电机组与所述伺服电机驱动器组连接，实现对所述伺服电机组中包含的各个伺服电机的驱动；所述变量泵组与所述变量泵信号放大器组连接，实现对所述变量泵组中包含的各个变量泵的驱动；所述泵源换向阀组与所述泵源信号放大器组连接，实现对所述泵源换向阀组中包含的各个泵源换向阀的驱动；所述刹车换向阀组与所述刹车信号放大器组连接，实现对所述刹车换向阀组中包含的各个刹车换向阀的驱动；所述液压变压器马达组与所述液压变压器信号放大器组连接，实现对所述液压变压器马达组中包含的各个液压变压器马达的驱动。可选的，还包括上位机监控模块，相应的，在所述DSP控制系统模块包括CAN通信模块，所述CAN通信模块分别与所述控制算法模块以及所述上位机监控模块连接，用于将接收的所述检测信号发送至所述上位机监控模块和接收上位机监控模块发送给所述控制算法模块的指令信号。可选的，还包括信号调理模块，所述信号调理模块分别与所述信号测量模块以及所述DSP控制系统模块连接，用于接收所述信号测量模块输出的多种不同类型的所述检测信号，并将经过预处理后的检测信号发送至所述DSP控制系统模块。由上述技术方案可以看出，基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统包括信号测量模块、DSP控制系统模块、信号放大模块、伺服电机驱动器组和执行模块，其中，信号测量模块与DSP控制系统模块连接，可以将不同类型的检测信号传输至DSP控制系统模块；DSP控制系统模块分别与信号放大模块以及伺服电机驱动器组连接，用于将接收的检测信号进行采样和算法处理，得到控制信号，并将所述控制信号发送至信号放大模块和伺服电机驱动器组；执行模块分别与信号放大模块以及伺服电机驱动器组连接，用于依据经过放大处理后的控制信号驱动各个部件。该升沉补偿测控系统采用具有浮点运算能力的DSP控制系统模块作为主处理器，体积小，能够科学地安排多线程、分配内存、管理中断，同时也提升了系统的实时特性，在一定程度上提升了升沉补偿的效果。并且信号测量模块可以采集不同类型的信号，进一步提升了系统对升沉情况的实时监控能力、预测能力和控制效果。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种信号测量模块与DSP控制系统模块连接关系的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种DSP控制系统模块分别与信号放大模块和伺服电机驱动器组连接关系的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种执行模块分别与信号放大模块和伺服电机驱动器组连接关系的结构示意图；图5为本技术实施例提供的另一种基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。传统方式中，在升沉补偿测控系统中主要以工业控制计算机作为主处理器，但是工业控制计算机体积较为庞大，不便于移动，而且运算速率较低，成本高，不便于系统优化，基于工业控制计算机的测控系统的这些不足之处，对应用于升沉补偿这种要求运算速率高、实时控制的工作场合来说，一定程度上影响了升沉补偿的效果。考虑到数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，DSP)，具有浮点运算能力，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法，如果可以将DSP作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统，其特征在于，包括信号测量模块、DSP控制系统模块、信号放大模块、伺服电机驱动器组和执行模块，所述信号测量模块与所述DSP控制系统模块连接，用于将不同类型的检测信号传输至所述DSP控制系统模块；所述DSP控制系统模块分别与所述信号放大模块以及所述伺服电机驱动器组连接，用于将接收的所述检测信号进行采样和算法处理，得到控制信号，并将所述控制信号发送至所述信号放大模块和所述伺服电机驱动器组；所述执行模块分别与所述信号放大模块以及所述伺服电机驱动器组连接，用于接收所述信号放大模块和所述伺服电机驱动器组发送的经过放大处理后的控制信号，并依据所述控制信号驱动各个部件。

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP的绞车型升沉补偿测控系统，其特征在于，包括信号测量模块、DSP控制系统模块、信号放大模块、伺服电机驱动器组和执行模块，所述信号测量模块与所述DSP控制系统模块连接，用于将不同类型的检测信号传输至所述DSP控制系统模块；所述DSP控制系统模块分别与所述信号放大模块以及所述伺服电机驱动器组连接，用于将接收的所述检测信号进行采样和算法处理，得到控制信号，并将所述控制信号发送至所述信号放大模块和所述伺服电机驱动器组；所述执行模块分别与所述信号放大模块以及所述伺服电机驱动器组连接，用于接收所述信号放大模块和所述伺服电机驱动器组发送的经过放大处理后的控制信号，并依据所述控制信号驱动各个部件。2.根据权利要求1所述的绞车型升沉补偿测控系统，其特征在于，所述信号测量模块包括马达压力传感器组、蓄能器压力传感器组、钢丝绳压力传感器、平台测速单元和滚筒转速编码器。3.根据权利要求2所述的绞车型升沉补偿测控系统，其特征在于，所述DSP控制系统模块包括多通道AD采样模块、正交编码模块、控制算法模块和控制信号输出模块；所述多通道AD采样模块分别与所述马达压力传感器组、所述蓄能器压力传感器组、所述钢丝绳压力传感器和所述平台测速单元连接，用于对接收的检测信号进行采样处理，得到对应的初始采样信号；所述正交编码模块与所述滚筒转速编码器连接，用于依据接收的所述滚筒转速编码器输出的脉冲信号，计算出滚筒的转速；所述控制算法模块分别与所述多通道AD采样模块、所述正交编码模块以及所述控制信号输出模块连接，用于将算法处理后得到的每个控制信号发送至所述控制信号输出模块；所述控制信号输出模块分别与所述信号放大模块和所述伺服电机驱动器组连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖体兵，杨捷，陈云飞，罗栋兵，邹大鹏，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44