海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方法研究.pdf

1、冰區(qū)海洋平臺(tái)冬季受到嚴(yán)重的海冰撞擊，冰的連續(xù)作用引起結(jié)構(gòu)劇烈振動(dòng)，影響平臺(tái)工作人員的安全和舒適性，也直接影響生產(chǎn)作業(yè)。隨著我國海上油氣資源的進(jìn)一步開發(fā)，合理地設(shè)計(jì)抗冰振的新型海洋平臺(tái)和采取措施對(duì)現(xiàn)有海洋平臺(tái)冰激振動(dòng)進(jìn)行控制已經(jīng)成為當(dāng)前急需解決的問題。本文主要研究海洋平臺(tái)的振動(dòng)控制技術(shù)，包括被動(dòng)控制裝置的有效性實(shí)驗(yàn)及主動(dòng)控制算法的仿真計(jì)算。 本文首先簡單回顧土木工程中現(xiàn)有的振動(dòng)控制策略和裝置，然后選擇了適合于海洋平臺(tái)冰激振動(dòng)控制的

2、被動(dòng)控制裝置和主動(dòng)控制策略。對(duì)隔振、TMD、TLD三種被動(dòng)控制裝置進(jìn)行了基于dSPACE系統(tǒng)的半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)，通過Matlab/Simulink編制平臺(tái)程序作為電腦模擬部分，真實(shí)的隔振、TMD、TLD裝置作為實(shí)物部分，在dSPACE平臺(tái)上用隨機(jī)冰力函數(shù)和確定性冰力函數(shù)模擬真實(shí)海冰激勵(lì)進(jìn)行有效性分析實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在一定的條件下被動(dòng)控制裝置可以發(fā)揮較大的作用，具有較好的減振效果。 為了獲得更好的控制效果和更廣泛的適用條件，本文又

3、進(jìn)行了主動(dòng)控制策略的方法研究，完成了前饋-反饋復(fù)合主動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真研究。采用了兩種前饋-反饋復(fù)合控制方法：1．首先根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)要求進(jìn)行期望的極點(diǎn)配置，并以此確定狀態(tài)反饋-系數(shù)；其次求解出擾動(dòng)伺服系數(shù)作為前饋以使系統(tǒng)狀態(tài)和輸出不受外擾影響，二者迭加求出總的控制力；2．利用在線測量冰力數(shù)據(jù)，通過AR自回歸模型建立起時(shí)變系數(shù)海冰激勵(lì)模型，并預(yù)測海冰激勵(lì)。利用此模型與包括AMD的海洋平臺(tái)系統(tǒng)離散化模型構(gòu)造增維的狀態(tài)空間模型，然后根據(jù)