摘要：为有效解决钻柱纵-扭耦合振动诱发的失效问题，借助钻杆三自由度集总参数模型（一个纵向和两个扭转方向），开展了LQR (Linear Quadratic Regulator)控制对钻柱纵向振动和扭转振动抑制效果的仿真研究。根据LQR控制策略分别设计了扭转和纵向反馈控制器，模拟了无反馈控制器、只施加扭转反馈控制器、只施加纵向反馈控制器以及同时施加扭转和纵向反馈控制器四种情况下工作参数对系统响应的影响，将三种控制情况进行对比分析。研究结果表明：基于LQR控制策略设计的扭转反馈控制器不能有效抑制跳钻，纵向反馈控制器亦不能有效抑制粘滑，必须同时施加纵向和扭转方向反馈控制器才能有效的抑制钻柱的粘滑和跳钻。同时，将顶驱速度控制器和LQR控制策略设计的反馈控制器两种控制方法对比分析发现，两种模型所得结果趋势大致相同，在驱动角速度较小时，顶驱调谐I-k-c控制比单一扭转方向LQR反馈控制对钻柱纵向振动的控制效果更好；但是施加纵向反馈控制器之后的扭转振动响应振幅一直小于施加顶驱调谐Ik-c控制的扭转振动响应振幅。研究成果能够有效降低钻柱振动，提高钻柱的机械钻速。
