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    陆承达, 高晓瑜, 李金宇, 魏宏超, 李旺年, 吴敏, 2026. 基于旋转导向系统的定向钻孔二维轨迹固定时间跟踪控制. 地球科学. doi: 10.3799/dqkx.2026.064
    引用本文: 陆承达, 高晓瑜, 李金宇, 魏宏超, 李旺年, 吴敏, 2026. 基于旋转导向系统的定向钻孔二维轨迹固定时间跟踪控制. 地球科学. doi: 10.3799/dqkx.2026.064
    Lu Chengda, Gao Xiaoyu, Li Jinyu, Wei Hongchao, Li Wangnian, Wu Min, 2026. Fixed-time Tracking Control of Two-dimensional Trajectories for Directional Boreholes Based on Rotary Steerable System. Earth Science. doi: 10.3799/dqkx.2026.064
    Citation: Lu Chengda, Gao Xiaoyu, Li Jinyu, Wei Hongchao, Li Wangnian, Wu Min, 2026. Fixed-time Tracking Control of Two-dimensional Trajectories for Directional Boreholes Based on Rotary Steerable System. Earth Science. doi: 10.3799/dqkx.2026.064

    基于旋转导向系统的定向钻孔二维轨迹固定时间跟踪控制

    doi: 10.3799/dqkx.2026.064
    基金项目: 

    国家自然科学基金项目(62373332,62273317)

    高等学校学科创新引智计划111项目(B17040)

    中国地质大学(武汉)中央高校基本科研业务费专项资金项目

    详细信息
      作者简介:

      陆承达(1991—),男,博士,教授,从事智能系统技术、鲁棒控制、时滞系统控制等方面的研究。ORCID:0000-0002-9452-4053.E-mail:luchengda@cug.edu.cn

      通讯作者:

      吴敏(1963—),博士,教授,从事过程控制、鲁棒控制和智能系统等方面的研究。ORCID:0000-0002-0668-8315.E-mail:wumin@cug.edu.cn

    • 中图分类号: P642

    Fixed-time Tracking Control of Two-dimensional Trajectories for Directional Boreholes Based on Rotary Steerable System

    • 摘要: 旋转导向技术凭借造斜可控、成孔质量高和复杂地层适应性强的优势,已在煤矿、工程地质和油气勘探等复杂环境中得到应用。本文聚焦于上述领域中的工作面超前探查与地质异常体识别等任务,针对倾角调控响应滞后导致的靶点偏移与轨迹偏差累积问题,提出一种面向旋转导向系统的定向钻孔二维轨迹固定时间跟踪控制方法。首先,在描述钻孔延伸的时滞微分方程基础上,建立定向钻孔轨迹模型的状态空间表达式。然后,设计含幂次反馈项的非线性控制器,实现轨迹误差的快速收敛。并进一步构造李雅普诺夫函数,推导收敛时间上界,证明闭环系统具备固定时间收敛特性。最后,通过仿真实验证明了所提方法具有收敛速度快、轨迹控制精度高及鲁棒性强等特点,在提升勘探效率以及降低作业风险等方面具有良好的应用价值。

       

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    出版历程
    • 收稿日期:  2025-12-16
    • 网络出版日期:  2026-04-01

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