JZ20-2NW平臺(tái)磁流變阻尼半主動(dòng)控制系統(tǒng)的分析、試驗(yàn)與實(shí)施.pdf

1、渤海是我國(guó)油氣開(kāi)發(fā)的重要海域，同時(shí)也是我國(guó)唯一冬季結(jié)冰的內(nèi)海。處于這里的海洋平臺(tái)在服役期間除承受風(fēng)、浪等環(huán)境荷載作用外，在冬季還承受冰荷載作用。在冰情較嚴(yán)重的冬季，平臺(tái)在海冰作用下發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，嚴(yán)重影響了平臺(tái)結(jié)構(gòu)的疲勞壽命以及平臺(tái)上設(shè)備和工作人員的安全。同時(shí)，渤海海域?qū)儆诳拐鹪O(shè)防區(qū)，地震也是影響這里的海洋平臺(tái)安全的重要因素之一。為了對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行控制，JZ20-2NW平臺(tái)安裝了磁流變阻尼智能減振系統(tǒng)。
　　本文建立JZ2

2、0-2NW平臺(tái)的簡(jiǎn)化模型，并對(duì)JZ20-2NW平臺(tái)的磁流變阻尼半主動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)磁流變阻尼半主動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)冰和地震作用下的減振效果，運(yùn)用實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，最后對(duì)應(yīng)用于平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)的磁流變半主動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了初步分析。研究?jī)?nèi)容主要包括：
　　1.在 JZ20-2NW平臺(tái) ANSYS簡(jiǎn)化模型的基礎(chǔ)上，分別建立四自由度和八自由度的簡(jiǎn)化模型，并驗(yàn)證兩個(gè)簡(jiǎn)化模型的精確性，為磁流變阻尼半主動(dòng)控制系

3、統(tǒng)提供可用的簡(jiǎn)化模型。
　　2.在 JZ20-2NW平臺(tái)外部荷載未知的情況下，對(duì) Kalman濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用 Kalman濾波器對(duì)結(jié)構(gòu)的所有狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，并對(duì) Kalman濾波器對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確程度進(jìn)行分析。根據(jù) Kalman濾波器估計(jì)得到的結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的磁流變阻尼半主動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)平臺(tái)在冰力和地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明，磁流變阻尼半主動(dòng)控制系統(tǒng)能夠取得很好的減振效果。
　　3通

4、過(guò)實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，驗(yàn)證磁流變阻尼半主動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)在冰力作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)的減振效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，磁流變阻尼半主動(dòng)控制系統(tǒng)能夠有效地減小平臺(tái)結(jié)構(gòu)在冰力作用下的動(dòng)力響應(yīng)。
　　4.根據(jù) JZ20-2NW平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)的觀(guān)測(cè)信號(hào)，綜合考慮平臺(tái)結(jié)構(gòu)的冰力和地震作用的情況，設(shè)計(jì)用于平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制的半主動(dòng)控制系統(tǒng)。根據(jù)在 JZ20-2NW現(xiàn)場(chǎng)測(cè)回的數(shù)據(jù)，對(duì)磁流變阻尼半主動(dòng)控制系統(tǒng)的控制效果進(jìn)行初步分析。分析結(jié)果表明，阻尼器可以給平臺(tái)結(jié)構(gòu)附加較大的