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相似文献
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1.
海洋平台磁流变阻尼器半主动控制研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于现代最优控制理论建立海洋平台磁流变 (MR)半主动控制系统的数学模型 ,采用白噪声过程通过滤波器来近似随机波浪力谱。以典型导管架平台为算例 ,对磁流变阻尼器进行了参数设计。分析了 MR阻尼器对海洋平台振动控制的有效性 ,仿真结果表明 ,采用磁流变阻尼器对海洋平台进行半主动控制能够有效的减小平台的动态响应。  相似文献   

2.
嵇春艳  刘聪 《海洋工程》2013,31(2):19-27
基于BP神经网络控制方法设计了一种适用于自升式海洋平台的智能控制系统。为了验证该控制系统的有效性,以墨西哥湾海域某典型深水自升式海洋平台为原型,根据动力相似准则按照1∶40的相似比设计海洋平台试验模型,采用磁流变阻尼器作为实施该智能控制方法的控制器,并对其主要参数进行了设计。在此基础上,在波浪水池中分别对有、无安装控制系统的自升式海洋平台模型进行了多工况的波浪试验,通过对比安装控制系统前后平台结构的响应幅度,研究了控制系统的振动控制效果。试验结果表明:基于BP神经网络的磁流变阻尼智能控制系统能够有效地控制自升式海洋平台结构的动力响应,且控制效果稳定。  相似文献   

3.
该文研究线性前馈 -反馈控制策略对海洋平台振动控制的有效性。线性前馈 -反馈控制只有当输入荷载为白噪声过程时 ,所实施的控制才是最优的 ,因此该文采用一白噪声过程通过滤波器来近似随机波浪力谱 ,并将海洋平台 -主动控制系统的动力学方程转化为符合随机最优控制要求的增广状态空间表达形式。依据设计目标中对安全性以及经济性的权衡 ,通过使二次型控制目标函数最小化 ,推导出了随机最优控制力的计算方法 ,从而实现了最优控制的目的。在频率域上分析了海洋平台受控后的振动响应 ,结合典型的海洋天然气生产平台算例 ,将前馈 -反馈控制与反馈控制、TMD控制加以比较 ,总结了前馈 -反馈控制的特点及其优越性  相似文献   

4.
在海洋平台摇摆墙体系基础上,提出在海洋平台和摇摆墙之间刚性连接杆的铰接点处安装粘弹性转角阻尼器的减振措施,对海洋平台进行进一步减振控制。对粘弹性转角位移阻尼器的刚度和阻尼参数进行了优化分析,可知阻尼器的阻尼与刚度在结构减振中起到了十分重要的作用,且存在特定范围内的优化值。以JZ20-2北高点井口平台为例,利用ANSYS进行地震荷载作用和实测挤压冰荷载下的仿真分析,研究了粘弹性转角阻尼器在海洋平台和摇摆墙之间刚性连接杆铰接点处的不同安装方式,对比分析减振效果。结果表明,在该体系刚性连接杆的铰接点处安装粘弹性转角阻尼器能显著降低结构的振动反应,连接杆右侧安装粘弹性转角阻尼器的方式为减振效果最佳方式。  相似文献   

5.
海洋平台受到波浪等海洋环境的影响会产生明显而持续的振动,这些振动会造成平台结构疲劳损伤,影响平台上工作人员的舒适性与安全性。研究了随机波浪载荷作用下非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink, NES)对固定式导管架海洋平台振动控制问题,并与调谐质量阻尼器(TMD)进行对比分析。通过建立NES—海洋平台系统动力学模型,从降低平台位移响应均方差的角度对NES的参数进行了优化设计,确定了随机波浪载荷作用下NES和TMD的最优参数。考虑结构刚度变化的问题,对NES和TMD的减振性能、系统瞬时能量传递和平台响应小波变化时频谱进行了对比分析。结果表明,NES可有效降低平台的在随机波浪载荷作用下的位移响应,NES中的瞬态共振俘获现象可使平台与NES之间产生靶能量传递(Targeted energy transfer, TET),与TMD相比较NES对刚度变化的鲁棒性更强。  相似文献   

6.
调谐质量阻尼器对海洋平台的减振效果分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
目前调谐质量阻尼器(TMD)的研究和设计多数是依据结构的第一阶模态进行的,忽略了TMD对结构其它模态的影响。为了明确TMD是否会对结构的高阶模态造成不利的影响以及影响的程度,论文采用模态分析法将海洋平台-TMD系统进行模态分解,推导出系统各阶模态的状态空间方程。并以一海洋平台为算例,讨论TMD针对结构的某一摸态进行设计时对各阶模态响应的减振效果,仿真的结果表明TMD对设计的模态有较好的减振效果,但对平台的其它模态响应的减振幅度有限,甚至产生不利影响,使某些模态的振动响应增幅较大。  相似文献   

7.
动力定位系统的模糊自适应控制   总被引:6,自引:1,他引:5  
本文设计了一个用于海洋动力定位系统运动控制的模糊自适应控制器。文中提出了一种优化设计方法,使模糊控制性能接近最优,并保证了自适应控制的稳定性。仿真结果表明:该控制器有效、实用,在各种环境下都能取得满意的控制效果。该方法对于海上平台、动力定位船舶及潜器等控制系统都是适用的。  相似文献   

8.
随机波浪作用下海洋平台主动控制的时滞补偿研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
嵇春艳  李华军 《海洋工程》2004,22(4):95-101
基于预测控制理论,研究了适用于海洋平台的时滞补偿控制算法。该方法借助于随机波浪力的近似公式和卡尔曼滤波原理,推导出了随机波浪力向前一步预测公式,同时采用卡尔曼滤波方程,实现了对状态向量向前一步预测。利用随机波浪力及状态向量的实时在线预测公式,推导出最优控制力向前一步预测的表达式。在此基础上,发展了不仅适用于反馈控制系统而且适用于前馈-反馈控制系统的时滞补偿算法。采用一典型海洋平台为数值算例,计算结果表明,该方法在一定时滞范围内对海洋平台主动控制中时滞的补偿效果是显著的。  相似文献   

9.
考虑流固耦合时的海洋平台结构非线性动力分析   总被引:11,自引:0,他引:11  
采用非线性的Morison方程,建立了考虑流固耦合时的海洋平台非线性动力方程及其时程分析方法.以一固定式导管架平台为算例,计算了考虑流固耦合时的海洋平台浪致振动响应,比较了考虑流固耦合和不考虑流固耦合时海洋平台动力响应的差异.算例表明:在较大的波浪条件下,不考虑流固耦合时的计算结果明显小于考虑流固耦合时的计算结果,因此,偏于不安全.分析认为,在极端海况条件下,考虑流固耦合的分析方法更符合实际情况.  相似文献   

10.
针对虚拟锚泊浮标在目标点位置难以进行锚泊的问题,设计了一种神经网络模糊滑模控制器。通过引入虚拟锚泊圆,将在锚泊点一定范围内虚拟锚泊的问题转变为对虚拟锚泊圆进行路径跟踪的问题,应用Fossen矩阵建立虚拟锚泊浮标动力学模型,采用Serret-Frenet坐标变换和重新定义输出变量,将单输入多输出非线性系统转变为单输入单输出非线性系统,进而构建滑模控制器,采用模糊算法对滑模开关量进行在线调整,削弱滑模控制器的"抖振",采用神经网络对滑模控制器进行优化,摆脱对系统模型的依赖性,提高控制器的鲁棒性,并对该控制器进行仿真实验和分析,结果表明该控制器具有很好的虚拟锚泊性能。  相似文献   

11.
Li  Huajun 《中国海洋工程》2002,16(1):33-40
The objective of the present research is to examine the effectiveness of the lateral vibration control of wave-excited re-sponse of offshore platforms with magnelo-rheological (MR) damper, In this study, the offshore platform is simplified to be a single-degree-of-freedom (SDOF) system by extracting the first vibration mode of the struclure. The exlernal 'generalized' wave force is determined with a white noise via a designed filler. A semi-active control method based on optimal control the-ory is proposed considering that the yield stress of the MR damper can be varied continuously within a certain range. The dy-namics of SDOF structure coupled with the MR damper is investigated. Numerical simulation demonstrates that the MR damper with this control strategy can significantly reduce the maximum responses and the root-mean-square (RMS) values.  相似文献   

12.
Feedback and Feedforward Optimal Control for Offshore Jacket Platforms   总被引:18,自引:0,他引:18  
The optimal control is investigated for linear systems affected by external harmonic disturbance and applied to vibration control systems of offshore steel jacket platforms. The wave-induced force is the dominant load that offshore structures are subjected to, and it can be taken as harmonic excitation for the system. The iineafized Morison equation is employed to estimate the wave loading. The main result concerns the existence and design of a realizable optimal regulator, which is proposed to damp the forced oscillation in an optimal fashion. For demonstration of the effectiveness of the control scheme, the platform performance is investigated for different wave states. The simulations axe based on the tuned mass damper (TMD) and the active mass damper (AMD) control devices. It is demonstrated that the control scheme is useful in reducing the displacement response of jacket-type offshore platforms.  相似文献   

13.
简易平台是边际油田开发的主要结构形式,由于平台结构形式简单,受到动力荷载作用响应比较大。采用动态设计可以合理优化平台结构形式,达到降低平台动力响应的效果。文中以JZ20-2NW简易平台为原型,运用ANSYS有限元分析软件对其进行冰激振动下的动态优化设计。结果表明,动态设计减振效果明显,可供设计人员参考。  相似文献   

14.
A robust optimal output tracking control method for a midwater trawl system is investigated based on T-S fuzzy nonlinear model.A simplified nonlinear mathematical model is first employed to represent a midwater trawl system,and then a T-S fuzzy model is adopted to approximate the nonlinear system.Since the strong nonlinearities and the external disturbance of the trawling system,a mixed H 2 /H ∞ fuzzy output tracking control strategy via T-S fuzzy system is proposed to regulate the trawl depth to follow a desired trajectory.The trawl depth can be regulated by adjusting the winch velocity automatically and the tracking error can be minimized according to the robust optimal criterion.In order to validate the proposed control method,a computer simulation is conducted.The simulation results indicate that the proposed fuzzy robust optimal controller make the trawl net rapidly follow the desired trajectory under the model uncertainties and the external disturbance caused by wave and current.  相似文献   

15.
The offshore jacket platform is a complex and time-varying nonlinear system,which can be excited of harmful vibration by external loads.It is difficult to obtain an ideal control performance for passive control methods or traditional active control methods based on accurate mathematic model.In this paper,an adaptive inverse control method is proposed on the basis of novel rough neural networks (RNN) to control the harmful vibration of the offshore jacket platform,and the offshore jacket platform model is established by dynamic stiffness matrix (DSM) method.Benefited from the nonlinear processing ability of the neural networks and data interpretation ability of the rough set theory,RNN is utilized to identify the predictive inverse model of the offshore jacket platform system.Then the identified model is used as the adaptive predictive inverse controller to control the harmful vibration caused by wave and wind loads,and to deal with the delay problem caused by signal transmission in the control process.The numerical results show that the constructed novel RNN has advantages such as clear structure,fast training speed and strong error-tolerance ability,and the proposed method based on RNN can effectively control the harmfid vibration of the offshore jacket platform.  相似文献   

16.
Optimal Active Control of Wave-Induced Vibration for Offshore Platforms   总被引:2,自引:0,他引:2  
An obvious motivation of this paper is to examine the effectiveness of the lateral vibration control of a jacket type offshore platform with an AMD control device, in conjunction with H2 control algorithm, which is an optimal frequency domain control method based on minimization of H2 norm of the system transfer function. In this study, the offshore platform is modeled numerically by use of the finite element method, instead of a lumped mass model. This structural model is later simplified to be single-degree-of-freedom (SDOF) system by extracting the first vibration mode of the structure. The corresponding "generalized" wave force is determined based on an analytical approximation of the first mode shape function, the physical wave loading being calculated from the linearized Morison equation. This approach facilitates the filter design for the generalized force. Furthermore, the present paper also intends to make numerical comparison between H2 active control and the corresponding passive control using a T  相似文献   

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