導(dǎo)管架海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)智能主動(dòng)控制研究.pdf

1、隨著海洋技術(shù)的發(fā)展,各種用途的海洋平臺(tái)越來(lái)越多地出現(xiàn)在環(huán)境惡劣的深海中.這些大型柔性海洋平臺(tái)一般表現(xiàn)為以下特征:(1)固有頻率低,且低階模態(tài)接近于波浪分布中多數(shù)子波的頻率范圍;(2)分布參數(shù)系統(tǒng),具有強(qiáng)耦合性和非線性;(3)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,參數(shù)易變,所受外載荷具有不確定性.因此無(wú)論是在正常海況還是在極限海況,即使強(qiáng)度足夠,但是在風(fēng)浪流等環(huán)境載荷的作用下,平臺(tái)都有可能產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)響應(yīng).過(guò)大的振動(dòng)將會(huì)危害人員身心健康、威脅結(jié)構(gòu)安全、降低平臺(tái)設(shè)備

2、的精確性和可靠性、削弱平臺(tái)的適應(yīng)性和生存性能,因此有效地控制平臺(tái)的振動(dòng)響應(yīng)就顯得非常重要.然而對(duì)于海洋平臺(tái)這種大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)而言,僅僅靠加強(qiáng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)來(lái)被動(dòng)地抵御波浪載荷、風(fēng)載荷和地震載荷等的作用,不僅會(huì)大大增加平臺(tái)造價(jià),而且由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜性以及載荷的不確定性等,將會(huì)難以達(dá)到預(yù)期的效果.土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用將會(huì)對(duì)海洋平臺(tái)動(dòng)力特性產(chǎn)生不可忽視的影響.論文對(duì)考慮土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的海洋平臺(tái)自振特性進(jìn)行了深入的研究,通過(guò)將平臺(tái)樁腿模擬成Winkl

3、er彈性地基梁,將土層對(duì)平臺(tái)樁腿的耦合作用轉(zhuǎn)化為沿樁腿連續(xù)分布的線彈性彈簧和依賴頻率的阻尼器來(lái)表示.使用ANSYS軟件對(duì)導(dǎo)管架平臺(tái)的自振特性進(jìn)行了分析計(jì)算;根據(jù)結(jié)構(gòu)控制的需要,對(duì)海洋平臺(tái)模型簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行了探討,從而也為下一步海洋平臺(tái)振動(dòng)控制進(jìn)行了有益的探索.結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方式目前研究最多的是被動(dòng)控制和主動(dòng)控制兩種.采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督控制與預(yù)測(cè)控制模式,通過(guò)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為控制器與預(yù)測(cè)器兩種方法來(lái)獲得平臺(tái)的主動(dòng)控制序列,計(jì)算結(jié)果表明基于人工

4、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的海洋平臺(tái)振動(dòng)主動(dòng)控制是完全可行的、有效的.L.A.Zadeh教授提出的模糊邏輯理論能夠有效地處理現(xiàn)實(shí)世界中存在的非線性、不確定性以及不精確性,模糊控制無(wú)需建立精確的數(shù)學(xué)模型,僅僅需要基于專家經(jīng)驗(yàn)建立一些模糊推理規(guī)則.基于剛度、質(zhì)量和阻尼的隨機(jī)性用Monte Carlo直接抽樣法對(duì)海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性與模糊控制進(jìn)行了研究.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)對(duì)考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制進(jìn)行了研究.考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用的海