动力学与控制专业优秀论文动力学与控制专业优秀论文 海洋平台结构振动控制方法研究海洋平台结构振动控制方法研究关键词：海洋平台关键词：海洋平台 振动控制振动控制 dSPACEdSPACE 前馈控制前馈控制 反馈控制反馈控制 复合控制复合控制 ARAR 模型模型摘要：冰区海洋平台冬季受到严重的海冰撞击，冰的连续作用引起结构剧烈振 动，影响平台工作人员的安全和舒适性，也直接影响生产作业。随着我国海上 油气资源的进一步开发，合理地设计抗冰振的新型海洋平台和采取措施对现有 海洋平台冰激振动进行控制已经成为当前急需解决的问题。本文主要研究海洋 平台的振动控制技术，包括被动控制装置的有效性实验及主动控制算法的仿真 计算。 本文首先简单回顾土木工程中现有的振动控制策略和装置，然后选择 了适合于海洋平台冰激振动控制的被动控制装置和主动控制策略。对隔振、 TMD、TLD 三种被动控制装置进行了基于 dSPACE 系统的半实物仿真实验，通过 Matlab/Simulink 编制平台程序作为电脑模拟部分，真实的隔振、TMD、TLD 装 置作为实物部分，在 dSPACE 平台上用随机冰力函数和确定性冰力函数模拟真实 海冰激励进行有效性分析实验。实验结果表明在一定的条件下被动控制装置可 以发挥较大的作用，具有较好的减振效果。 为了获得更好的控制效果和更广 泛的适用条件，本文又进行了主动控制策略的方法研究，完成了前馈-反馈复合 主动控制系统的设计和仿真研究。采用了两种前馈-反馈复合控制方法：1首 先根据系统性能指标要求进行期望的极点配置，并以此确定状态反馈-系数；其 次求解出扰动伺服系数作为前馈以使系统状态和输出不受外扰影响，二者迭加 求出总的控制力；2利用在线测量冰力数据，通过 AR 自回归模型建立起时变 系数海冰激励模型，并预测海冰激励。利用此模型与包括 AMD 的海洋平台系统 离散化模型构造增维的状态空间模型，然后根据线性离散二次最优调节器理论 计算前馈控制力与反馈控制力，二者叠加求出主动控制力以实现对平台振动的 最优控制。计算结果表明上述两种复合主动控制的效果均优于被动控制和只用 反馈控制的主动控制，说明此方法是有效可行的。正文内容正文内容冰区海洋平台冬季受到严重的海冰撞击，冰的连续作用引起结构剧烈振动， 影响平台工作人员的安全和舒适性，也直接影响生产作业。随着我国海上油气 资源的进一步开发，合理地设计抗冰振的新型海洋平台和采取措施对现有海洋 平台冰激振动进行控制已经成为当前急需解决的问题。本文主要研究海洋平台 的振动控制技术，包括被动控制装置的有效性实验及主动控制算法的仿真计算。本文首先简单回顾土木工程中现有的振动控制策略和装置，然后选择了适合 于海洋平台冰激振动控制的被动控制装置和主动控制策略。对隔振、TMD、TLD 三种被动控制装置进行了基于 dSPACE 系统的半实物仿真实验，通过 Matlab/Simulink 编制平台程序作为电脑模拟部分，真实的隔振、TMD、TLD 装 置作为实物部分，在 dSPACE 平台上用随机冰力函数和确定性冰力函数模拟真实 海冰激励进行有效性分析实验。实验结果表明在一定的条件下被动控制装置可 以发挥较大的作用，具有较好的减振效果。 为了获得更好的控制效果和更广 泛的适用条件，本文又进行了主动控制策略的方法研究，完成了前馈-反馈复合 主动控制系统的设计和仿真研究。采用了两种前馈-反馈复合控制方法：1首 先根据系统性能指标要求进行期望的极点配置，并以此确定状态反馈-系数；其 次求解出扰动伺服系数作为前馈以使系统状态和输出不受外扰影响，二者迭加 求出总的控制力；2利用在线测量冰力数据，通过 AR 自回归模型建立起时变 系数海冰激励模型，并预测海冰激励。利用此模型与包括 AMD 的海洋平台系统 离散化模型构造增维的状态空间模型，然后根据线性离散二次最优调节器理论 计算前馈控制力与反馈控制力，二者叠加求出主动控制力以实现对平台振动的 最优控制。计算结果表明上述两种复合主动控制的效果均优于被动控制和只用 反馈控制的主动控制，说明此方法是有效可行的。 冰区海洋平台冬季受到严重的海冰撞击，冰的连续作用引起结构剧烈振动，影 响平台工作人员的安全和舒适性，也直接影响生产作业。随着我国海上油气资 源的进一步开发，合理地设计抗冰振的新型海洋平台和采取措施对现有海洋平 台冰激振动进行控制已经成为当前急需解决的问题。本文主要研究海洋平台的 振动控制技术，包括被动控制装置的有效性实验及主动控制算法的仿真计算。 本文首先简单回顾土木工程中现有的振动控制策略和装置，然后选择了适合于 海洋平台冰激振动控制的被动控制装置和主动控制策略。对隔振、TMD、TLD 三 种被动控制装置进行了基于 dSPACE 系统的半实物仿真实验，通过 Matlab/Simulink 编制平台程序作为电脑模拟部分，真实的隔振、TMD、TLD 装 置作为实物部分，在 dSPACE 平台上用随机冰力函数和确定性冰力函数模拟真实 海冰激励进行有效性分析实验。实验结果表明在一定的条件下被动控制装置可 以发挥较大的作用，具有较好的减振效果。 为了获得更好的控制效果和更广 泛的适用条件，本文又进行了主动控制策略的方法研究，完成了前馈-反馈复合 主动控制系统的设计和仿真研究。采用了两种前馈-反馈复合控制方法：1首 先根据系统性能指标要求进行期望的极点配置，并以此确定状态反馈-系数；其 次求解出扰动伺服系数作为前馈以使系统状态和输出不受外扰影响，二者迭加 求出总的控制力；2利用在线测量冰力数据，通过 AR 自回归模型建立起时变 系数海冰激励模型，并预测海冰激励。利用此模型与包括 AMD 的海洋平台系统 离散化模型构造增维的状态空间模型，然后根据线性离散二次最优调节器理论 计算前馈控制力与反馈控制力，二者叠加求出主动控制力以实现对平台振动的最优控制。计算结果表明上述两种复合主动控制的效果均优于被动控制和只用 反馈控制的主动控制，说明此方法是有效可行的。 冰区海洋平台冬季受到严重的海冰撞击，冰的连续作用引起结构剧烈振动，影 响平台工作人员的安全和舒适性，也直接影响生产作业。随着我国海上油气资 源的进一步开发，合理地设计抗冰振的新型海洋平台和采取措施对现有海洋平 台冰激振动进行控制已经成为当前急需解决的问题。本文主要研究海洋平台的 振动控制技术，包括被动控制装置的有效性实验及主动控制算法的仿真计算。 本文首先简单回顾土木工程中现有的振动控制策略和装置，然后选择了适合于 海洋平台冰激振动控制的被动控制装置和主动控制策略。对隔振、TMD、TLD 三 种被动控制装置进行了基于 dSPACE 系统的半实物仿真实验，通过 Matlab/Simulink 编制平台程序作为电脑模拟部分，真实的隔振、TMD、TLD 装 置作为实物部分，在 dSPACE 平台上用随机冰力函数和确定性冰力函数模拟真实 海冰激励进行有效性分析实验。实验结果表明在一定的条件下被动控制装置可 以发挥较大的作用，具有较好的减振效果。 为了获得更好的控制效果和更广 泛的适用条件，本文又进行了主动控制策略的方法研究，完成了前馈-反馈复合 主动控制系统的设计和仿真研究。采用了两种前馈-反馈复合控制方法：1首 先根据系统性能指标要求进行期望的极点配置，并以此确定状态反馈-系数；其 次求解出扰动伺服系数作为前馈以使系统状态和输出不受外扰影响，二者迭加 求出总的控制力；2利用在线测量冰力数据，通过 AR 自回归模型建立起时变 系数海冰激励模型，并预测海冰激励。利用此模型与包括 AMD 的海洋平台系统 离散化模型构造增维的状态空间模型，然后根据线性离散二次最优调节器理论 计算前馈控制力与反馈控制力，二者叠加求出主动控制力以实现对平台振动的 最优控制。计算结果表明上述两种复合主动控制的效果均优于被动控制和只用 反馈控制的主动控制，说明此方法是有效可行的。 冰区海洋平台冬季受到严重的海冰撞击，冰的连续作用引起结构剧烈振动，影 响平台工作人员的安全和舒适性，也直接影响生产作业。随着我国海上油气资 源的进一步开发，合理地设计抗冰振的新型海洋平台和采取措施对现有海洋平 台冰激振动进行控制已经成为当前急需解决的问题。本文主要研究海洋平台的 振动控制技术，包括被动控制装置的有效性实验及主动控制算法的仿真计算。 本文首先简单回顾土木工程中现有的振动控制策略和装置，然后选择了适合于 海洋平台冰激振动控制的被动控制装置和主动控制策略。对隔振、TMD、TLD 三 种被动控制装置进行了基于 dSPACE 系统的半实物仿真实验，通过 Matlab/Simulink 编制平台程序作为电脑模拟部分，真实的隔振、TMD、TLD 装 置作为实物部分，在 dSPACE 平台上用随机冰力函数和确定性冰力函数模拟真实 海冰激励进行有效性分析实验。实验结果表明在一定的条件下被动控制装置可 以发挥较大的作用，具有较好的减振效果。 为了获得更好的控制效果和更广 泛的适用条件，本文又进行了主动控制策略的方法研究，完成了前馈-反馈复合 主动控制系统的设计和仿真研究。采用了两种前馈-反馈复合控制方法：1首 先根据系统性能指标要求进行期望的极点配置，并以此确定状态反馈-系数；其 次求解出扰动伺服系数作为前馈以使系统状态和输出不受外扰影响，二者迭加 求出总的控制力；2利用在线测量冰力数据，通过 AR 自回归模型建立起时变 系数海冰激励模型，并预测海冰激励。利用此模型与包括 AMD 的海洋平台系统 离散化模型构造增维的状态空间模型，然后根据线性离散二次最优调节器理论 计算前馈控制力与反馈控制力，二者叠加求出主动控制力以实现对平台振动的最优控制。计算结果表明上述两种复合主动控制的效果均优于被动控制和只用 反馈控制的主动控制，说明此方法是有效可行的。 冰区海洋平台冬季受到严重的海冰撞击，冰的连续作用引起结构剧烈振动，影 响平台工作人员的安全和舒适性，也直接影响生产作业。随着我国海上油气资 源的进一步开发，合理地设计抗冰振的新型海洋平台和采取措施对现有海洋平 台冰激振动进行控制已经成为当前急需解决的问题。本文主要研究海洋平台的 振动控制技术，包括被动控制装置的有效性实验及主动控制算法的仿真计算。 本文首先简单回顾土木工程中现有的振动控制策略和装置，然后选择了适合于 海洋平台冰激振动控制的被动控制装置和主动控制策略。对隔振、TMD、TLD 三 种被动控制装置进行了基于 dSPACE 系统的半实物仿真实验，通过 Matlab/Simulink 编制平台程序作为电脑模拟部分，真实的隔振、TMD、TLD 装 置作为实物部分，在 dSPACE 平台上用随机冰力函数和确定性冰力函数模拟真实 海冰激励进行有效性分析实验。实验结果表明在一定的条件下被动控制装置可 以发挥较大的作用，具有较好的减振效果。 为了获得更好的控制效果和更广 泛的适用条件，本文又进行了主动控制策略的方法研究，完成了前馈-反馈复合 主动控制系统的设计和仿真研究。采用了两种前馈-反馈复合控制方法：1首 先根据系统性能指标要求进行期望的极点配置，并以此确定状态反馈-系数；其 次求解出扰动伺服系数作为前馈以使系统状态和输出不受外扰影响，二者迭加 求出总的控制力；2利用在线测量冰力数据，通过 AR 自回归模型建立起时变 系数海冰激励模型，并预测海冰激励。利用此模型与包括 AMD 的海洋平台系统 离散化模型构造增维的状态空间模型，然后根据线性离散二次最优调节器理论 计算前馈控制力与反馈控制力，二者叠加求出主动控制力以实现对平台振动的 最优控制。计算结果表明上述两种复合主动控制的效果均优于被动控制和只用 反馈控制的主动控制，说明此方法是有效可行的。 冰区海洋平台冬季受到严重的海冰撞击，冰的连续作用引起结构剧烈振动，影 响平台工作人员的安全和舒适性，也直接影响生产作业。随着我国海上油气资 源的进一步开发，合理地设计抗冰振的新型海洋平台和采取措施对现有海洋平 台冰激