计入锚索阻尼的锚泊自动定位系统建模及控制器设计

半潜式海洋平台在工作时,由于环境扰动的作用将使其漂离工作区域,需安装定位系统。论文提出了一种具有实时检测与控制功能的自动锚泊定位系统方案。并在常规的风、浪、流扰动方程及半潜式平台运动规律的基础上,引入锚索阻尼的影响,在海洋扰动中计及低频湍流风的作用来建立该定位系统的数学模型。同时考虑工程应用因素,设计了适用于该系统的积分型LQG控制器。仿真结果表明,该定位系统能有效地保证半潜式海洋平台在合适的区域内工作。     

基于改进广义α算法的锚泊线动力分析

针对锚泊线的非线性特性,采用三维弹性杆理论推导锚泊线的控制方程,并应用迦辽金法将方程离散成适用于锚泊线动力分析的微分方程形式。针对锚泊线上端受高频一阶波浪力的扰动作用显著的特点,提出采用具有可控数值阻尼,能够有效地滤除高频响应的广义α算法对锚泊线进行动力分析,并在原有广义α算法的基础上,提出适用于变质量系统的改进型广义α算法。同时分别从理论研究和实例分析角度将广义α算法与传统的Newmark算法进行对比,结果表明广义α算法在稳定性,准确性及数值阻尼特性等方面均具有优势。