海洋平台动力响应分析与振动控制技术研究

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1、中国海洋大学博士学位论文海洋平台动力响应分析与振动控制技术研究姓名：嵇春艳申请学位级别：博士专业：港口、海岸及近海工程指导教师：李华军2003.6.1海洋平台动力响应分析与振动控制技术研究摘要海洋平台在服役期内会受到风、浪、流甚至是冰、地震荷载的作用。这种长期、连续的作用会导致平台在使用过程中发生明显、持续的振动，从而加剧平台的疲劳破坏、降低系统的可靠度，甚至影响平台的正常生产活动，因此近年来，利用振动控制技术来减轻海洋平台在环境荷载作用下的振动问题，日趋重要。本文的研究是结合国家自然科学基金项目“海洋平台结构系统的辨识和结构振动控制技术研究”开展的。在充分了解国内外有关结构

2、振动控制理论研究现状的基础上，本文考虑了海洋平台在随机波浪作用下所表现的动力特性，及振动控制技术在应用于海洋平台过程中的一些理论和技术问题，对海洋平台振动控制技术和一些相关问题进行了较为深入的研究。本文的研究内容主要包括：》采用有限元方法，建立了海洋平台的数学模型，并分别从频域和时域的角度分析了平台的动力响应特性。≯提出了适用于海洋平台的前馈一反馈振动控制方法，在控制器的设计中，考虑了噪声(动态噪声和测量噪声)的影响，及AMD冲程、控制力大小受到限制等实际情况。≯建立了海洋平台一主动控制装置的不确定性数值模型，在此基础上，研究了带有一定鲁棒性的H2控制技术对海洋平台的振动控制

3、效果，给出了在考虑圳D冲程及作动器出力限制时，H：控制器的设计方法。≯建立了包含时间滞后的海洋平台一主动控制装置的振动控制方程，分析了时间滞后对主动控制所产生的不利影响。≯基于Taylor基数法和预测控制方法，研究了既适用于反馈控制系统又适用于前馈一反馈控制系统的时滞补偿方法一直接展开补偿法和一步预测补偿法。>基于MATLAB6．1语言，开发了振动控制系统的仿真应用软件。关键词：海洋平台振动控制随机波浪时滞补偿数值仿真StudiesonDynamicResponseandVibrationControlforomherePlatformsAbstractOffshorepla

4、tformsaregenerallyusedon—site，inevitablyundergoingtheenvironmentalloadssuchaswind，waves，current,iceandearthquakeetc．，whi曲wilJinducecontinuousvibrationoft}1eoffshoreplatforms．Thevibration，ononehand，willcausefatiguedamage,decreasingtheplatform’sreliability；ontheotho"hand，theexcessivevibration

5、can’tsalisfythebasicpsychologicalrequirementsofthepersonnel．Henceusingsmartcontroltechnologytoenhancethestructures’safetyandreliability,prolongtheservicelifeandensul'othecomfortofthepersonnelhasbecomeaveryimportantresearchsubjectonoceanengineeringandacademicfields．Thisthesisiscombinedwithth

6、eproject“ldentificationofNonlinearStructuralDynamicSystemsandtheStudyonStructuralvjbmtinnCentre】for0ffsherePlatforms’iwhichjssupportedbyNationalScienceFoundationofChina．Basedonthepresentsituation0nthevibrationcentrelforoffshoreplatforms，thisthesisstudiesthedynamicpropeaiesofoffshoreplatform

7、sunderrandomwaveloading,furthermore,proposesfeedforward-feedbackcontrolStrategyandH2controlmethodtosuppressthevibrationofplatfurms．Themajorresearchisshownasfollowing：》Thedynamicpropertiesoftheoffshoreplatformarcanalyzedbynumericalsimulationfromtimedomain