海洋平台振动模糊控制研究

在过去的三十年里,模糊逻辑控制在结构振动控制中得到了广泛的研究和应用.模糊逻辑控制具有很强的鲁棒性并且能够有效地处理非线性以及被控系统和外载荷的不确定性和不精确性,本文对于海洋平台振动模糊控制进行了研究.通过模态阻尼比的不确定性显示了模糊控制的鲁棒性,研究表明海洋平台的振动模糊主动控制是有效的、可行的,并且提高了平台的适用性和生存性.本文的方法毫无疑问为今后的海洋平台振动控制提供了一条新的途径.     

海洋平台减振装置设计及振动控制仿真研究

提出一种海洋平台振动控制方案,将减振装置安装于平台相似模型上,根据平台模型结构和受到的激励不同,分别设计了控制垂直和水平振动两种结构形式.为了更有效地控制平台的振动,在不同结构参数下进行了振动控制仿真分析,得出了振动控制效果最好的参数区间.     

基于人工神经网络的海洋平台振动主动控制

将经典最优控制算法与人工神经网络相结合，采用BP神经网络模型，实现了受随机波浪力作用下的海洋平台的振动主动控制。由于神经网络的鲁棒性、容错性和很好的泛化能力，仿真结果表明控制是可行、有效的，并且克服了传统算法本身的时滞问题，为海洋平台的振动控制提供了一条新的思路。     

主动质量驱动器对导管架式海洋平台振动控制效果研究

采用前馈-反馈控制方法设计主动质量驱动系统AMD(Active Mass Damper)的控制器。为了获得最优控制效果，采用一白噪声过程通过滤波器近似随机波浪力谱，将海洋平台-AMD的动力学方程转化为符合前馈-反馈控制要求的增广状态空问表达形式，并推导出了最优控制力的计算公式。以一典型平台为算例，数值模拟了在AMD控制装置作用下海洋平台的动力响应、比较了AMD在分别采用前馈-反馈控制方法和反馈控制方法进行设计时对平台的振动控制效果、分析了AMD对海洋平台振动控制的特点。     

主动质量驱动器对导管架式海洋平台振动控制效果研究

采用前馈-反馈控制方法设计主动质量驱动系统AMD(Active Mass Damper)的控制器.为了获得最优控制效果,采用一白噪声过程通过滤波器近似随机波浪力谱,将海洋平台-AMD的动力学方程转化为符合前馈-反馈控制要求的增广状态空间表达形式,并推导出了最优控制力的计算公式.以一典型平台为算例,数值模拟了在AMD控制装置作用下海洋平台的动力响应、比较了AMD在分别采用前馈-反馈控制方法和反馈控制方法进行设计时对平台的振动控制效果、分析了AMD对海洋平台振动控制的特点.     

海洋平台的振动试验方案及其模型设计

针对海洋平台的振动具有低频、高幅的特点，提出了振动主动控制的试验方案。振动主动控制可改善台上人员的工作条件、提高生产效率、延长海洋平台及台载机械使用寿命，已成为提升海洋平台综合性能的潜在技术手段。该试验装置包括振动试验模型、激振器、作动器、主机及DSP板、低通滤波器、信号放大器等。根据对海洋平台的类型、特点及振动控制研究的分析，设计了用于海洋平台振动主动控制试验的两个模型，一个用于研究水平面两个方向的振动，另一个用于研究纵向振动。海洋平台振动试验模型采用柔性较强的材料，支架模型采用刚性较强的槽钢。对于第一个模型进行了必要的强度和刚度计算。设计的模型可用于海洋平台的概念性振动主动控制试验，对海洋平台的振动主动控制提供理论指导。     

固定式近海石油平台振动控制研究

研究了随机波浪载荷作用下调谐质量阻尼器（ＴＭＤ,Ｔｕｎｄ Ｍａｓｓ Ｄａｍｐｅｒ）对固定式钢结构海洋平台的减振效果。采用谱分析法对ＴＭＤ参数进行优化,优化ＴＭＤ使平台的位移响应标准偏差比无ＴＭＤ时下降了２１．８％。从振害累积概念出发,对谐激励下ＳＤＯＦ－ＴＭＤ的Ｒａｍｄａｌｌ参数优化的方法作了改进。     

海洋平台低频线谱振动控制方法研究

针对已建海洋平台结构低频（30Hz以下）线谱振动控制难题,基于吸振原理,开展了低频线谱振动控制方法研究。讨论了动力吸振器与振动系统主结构最优质量比、阻尼比、频率比的取值范围,以及动力吸振器最优布置数量、布置位置等。以典型海洋平台板架结构为例,建立有限元模型,验证了动力吸振系统化方法的有效性,在此基础上,针对某海洋平台振动超标问题,开展了动力吸振系统化方法的工程应用研究,旨在为海洋平台低频线谱振动控制提供方法依据。     

固定式海洋平台的时域振动响应研究

近海结构的研究是海洋工程领域的重要专题.本文以Airy线性波理论和莫里森方程为基础推导平台结构的运动方程.将波浪力简化为二节点集中载荷,从动力学的角度分析结构的响应特征.以一简化的固定平台为算例,以不同的入射波为激励条件分析比较结构的位移响应、速度响应以及加速度响应.研究结果表明,随着入射波强度的增大,结构的振动变得更为剧烈,且结构的振动响应不仅与入射波的周期和波高有关,与波浪的形式也有一定的关系.     

固定式海洋平台的时域振动响应研究

近海结构的研究是海洋工程领域的重要专题。本文以Airy线性波理论和莫里森方程为基础推导平台结构的运动方程。将波浪力简化为二节点集中载荷,从动力学的角度分析结构的响应特征。以一简化的固定平台为算例,以不同的入射波为激励条件分析比较结构的位移响应、速度响应以及加速度响应。研究结果表明,随着入射波强度的增大,结构的振动变得更为剧烈,且结构的振动响应不仅与入射波的周期和波高有关,与波浪的形式也有一定的关系。     

深水海洋平台张力腿涡激非线性振动响应研究

本文研究了深水张力腿平台的张力腿在不均匀流及波、流联合作用下由涡串激起的横向振动。在数学模型中既考虑由于平台的升沉运动而产生的中心激振,又计及流体平方阻尼力作用。文中采用多项Galerkin法和数值积分以及Runge-Kutta法进行数值解。以Conoco′s Hutton张力腿平台为例,计算了结构的动力响应。讨论了多项位移表达对动位移、动弯矩和切力的影响,以及升力系数、阻力系数和中心激振参数对响应的影响等。     

海洋平台的滑移模态控制MRFD半主动振动控制研究

采用滑移模态半主动控制的磁流变阻尼器（MRFD）对海洋平台在随机波浪力作用下振动的控制效果进行研究。以典型导管架平台为例,进行数值仿真。仿真结果表明滑移模态控制下MRFD的半主动控制对海洋平台的动力响应有明显的控制效果,并且MRFD半主动系统的控制效果能够很好地接近滑移模态主动控制效果。     

海洋平台磁流变阻尼器振动控制模型试验

以一位于墨西哥湾的典型导管架式海洋平台为原型,根据动力相似准则按1:50比例设计海洋平台结构模型.在此基础上采用模糊控制原理设计以磁流变阻尼器(MR)为控制装置的半主动控制系统.在波浪水池中进行了多种工况模型试验,对平台在规则波、不规则波作用下的减振效果进行了试验研究.试验结果表明,采用模糊原理设计的磁流变阻尼器半主动控制系统能够对海洋平台结构的振动进行有效的控制,且控制效果稳定.     

基于极点配置的海洋平台粘弹性阻尼振动控制

对随机波浪激励的多自由度海洋平台模型进行动力分析,研究基于粘弹性阻尼器的海洋平台振动控制及阻尼器的位置优化,提出使用极点配置技术实现粘弹性阻尼器的优化定位;粘弹性阻尼器采用开尔文模型,将其对结构的作用看作是位移和速度的反馈控制.针对一海洋平台计算模型,在随机波浪载荷作用下进行平台振动响应分析及阻尼器的位置优化设计,结果表明采用极点配置技术设置粘弹性阻尼器,平台位移和加速度响应得到有效控制.     

海洋监测系统中卫星通信控制平台关键技术研究

海洋监测系统是当前了解特定海域水文条件、环境变化等的重要信息系统。随着人类海洋活动的不断深入发展,新一代海洋监测系统中将包含更多的设备类型、数据种类、通信协议,使得多种信息监测与采集设备的数据传输与交换,成为海洋监测系统的性能瓶颈之一。为解决这些问题,本文提出一种卫星通信控制平台,研究采用卫星链路实现监测设备数据收集,岸舰传输等通信过程的方法,并对卫星天线进行设计,数值计算证明本文提出的方法能够满足新一代海洋监测系统全天候多海况条件下的实时通信能力。     

对海洋平台重量控制及结构开孔补强的研究

海洋平台的重量控制,是平台设计和建造的关键技术指标之一,也是决定平台设计和建造成功与否的主要因素之一。本文介绍了海洋平台重量控制的重要性,及在生产设计优化综合布置时,管系、电缆及冷通风空调各专业贯穿平台主结构时的开孔,在保证主结构强度的同时,又能控制结构的重量的补强方法和措施。     

海洋平台结构系统疲劳可靠性分析方法

本文研究了海洋平台结构系统疲劳可靠性评估方法。文中对平台结构简生管节点疲劳可靠性分析模型进行了简单的评述，在该模型的基础上，建立了用S－N曲线模型与断裂力学模型分别计算平台完好管节点及有初始裂纹管节点疲劳寿命的平告结构系统疲劳可靠性分析模型。作为一个算例，文中运用作者开发的程序系统，对一固定式导管架平台进行了疲劳可靠性计算。     

H2控制方法中加权函数对海洋平台振动控制效果的影响分析

采用具有鲁棒性能的H2控制方法对海洋平台的过度振动进行控制,给出与控制效果相关的加权函数W1和与控制力相关的加权函数W2的表达形式,以一典型平台为例,重点分析加权函数中各参数对振动控制效果及所需控制力的影响趋势,并对加权函数中的各参数进行敏感性分析。     

地震载荷作用下海洋平台振动控制仿真研究

分别以海洋平台的前三阶固有频率作为被控频率,振动控制系统的参数在最优参数区间内取值,应用ANSYS有限元分析软件,对海洋平台在三维地震载荷作用下的振动控制进行仿真研究。结果表明,地震载荷作用下,振动控制系统具有明显的减振效果,减振率都在60％以上。控制平台的第一阶固有频率可以得到很好的振动控制效果。同时控制平台的前二、三阶固有频率,振动控制效果存Y和Z方向有所提高,分别为10％和20％左右。     

支线集装箱船发电机平台结构振动分析模型化探索

重点研究在船舶发电机平台这类结构上安置有大型设备的结构振动有限元分析模型的合理性.通过对比研究发电机平台区域的均匀分布质量和大型集中质量其不同有限元模拟方法的优缺点,总结出一套快速、高效、准确的发电机平台振动预报有限元模拟方法.该发电机平台有限元模拟方法能够在详细设计阶段对发电机平台板架的固有频率实现快速准确预报,避免发电机平台板架与主机、螺旋桨等船舶主要激励源发生共振,从而实现发电机平台区域的振动控制.