收藏本站
收藏 | 论文排版

导管架海洋平台结构振动智能主动控制研究

周亚军  
【摘要】:随着海洋技术的发展,各种用途的海洋平台越来越多地出现在环境恶劣的深海中。这些大型柔性海洋平台一般表现为以下特征:(1)固有频率低,且低阶模态接近于波浪分布中多数子波的频率范围;(2)分布参数系统,具有强耦合性和非线性;(3)结构复杂,参数易变,所受外载荷具有不确定性。因此无论是在正常海况还是在极限海况,即使强度足够,但是在风浪流等环境载荷的作用下,平台都有可能产生过大的振动响应。过大的振动将会危害人员身心健康、威胁结构安全、降低平台设备的精确性和可靠性、削弱平台的适应性和生存性能,因此有效地控制平台的振动响应就显得非常重要。然而对于海洋平台这种大型复杂结构而言,仅仅靠加强平台结构来被动地抵御波浪载荷、风载荷和地震载荷等的作用,不仅会大大增加平台造价,而且由于结构复杂性以及载荷的不确定性等,将会难以达到预期的效果。 土—结构动力相互作用将会对海洋平台动力特性产生不可忽视的影响。论文对考虑土—结构动力相互作用的海洋平台自振特性进行了深入的研究,通过将平台桩腿模拟成Winkler弹性地基梁,将土层对平台桩腿的耦合作用转化为沿桩腿连续分布的线弹性弹簧和依赖频率的阻尼器来表示。使用ANSYS软件对导管架平台的自振特性进行了分析计算;根据结构控制的需要,对海洋平台模型简化计算方法进行了探讨,从而也为下一步海洋平台振动控制进行了有益的探索。 结构振动控制方式目前研究最多的是被动控制和主动控制两种。虽然被动控制安装简单、经济实用,在土木工程、航空航天、船舶与海洋工程等领域得到了广泛的应用,但是被动控制本身也具有一些不可克服的缺陷,主动控制能够比被动控制取得更好的控制效果。在过去的几十年中国内外专家学者已经对海洋平台结构控制进行了广泛的研究,并且取得了丰硕的成果。海洋平台结构复杂、参数易变,要想得到平台和外部激励的精确数学模型是非常困难的,甚至是不可能的。传统的控制方法在解决难以精确建模的海洋平台结构控制问题时遇到了巨大的困难。结构振动智能主动控制技术可以有效地解决传统控制方法难以奏效的海洋平台振动控制问题。 采用神经网络监督控制与预测控制模式,通过将神经网络作为控制器与预测器两种方法来获得平台的主动控制序列,计算结果表明基于人工神经网络的海洋平台振动主动控制是完全可行的、有效的。L.A.Zadeh教授提出的模糊逻辑理论能够有效地处理现实世界中存在的非线性、不确定性以及不精确性,模糊控制无需建立精确的数学模型,仅 摘要 仅需要基于专家经验建立一些模糊推理规则。由于模糊逻辑控制器固有的鲁棒性、处理 非线性、不确定性以及不精确性的能力,数值模拟结果显示基于模糊逻辑的海洋平台振 动主动控制是有效可行的。采用语言值轨迹方法对海洋平台模糊逻辑控制系统的稳定性 进行了探讨,对处于极端危险状态下的海洋平台施加模糊控制,通过平台是否具有回复 到平衡位置的能力来检验模糊控制系统的稳定性. 基于刚度、质t和阻尼的随机性用MOnie Carl。直接抽样法对海洋平台结构振动特 性与模糊控制进行了研究。随机不确定性通过结构参数物理特性确定性均值附近的微小 波动来模拟,根据文中提出的性能指标考察了结构刚度、质量和阻尼的随机性对海洋平 台振动模糊控制效果的影响,数值计算结果表明结构参数的随机性对控制效果有一定的 影响,但是模糊逻辑控制器仍然能够对平台实现非常有效的结构控制。 基于模糊神经网络融合技术对考虑土一结构相互作用的海洋平台结构振动主动控 制进行了研究。考虑土一结构相互作用的海洋平台模糊神经网络控制系统能够有效地抑 制平台顶部出现的有害振动;控制系统具有很强的容错性、鲁棒性以及泛化能力,能够 对不同外部激励以及不同土层参数状态模型实现有效的结构控制。随着浅层土剪切模量 的减小,平台固有频率随之降低,同时动力响应增大;所需控制力逐渐增大,且最优控 制所需控制力增长幅度大于模糊神经网络所需控制力增长幅度。土一结构相互作用对海 洋平台动力特性以及结构控制效果均有一定的影响,为了高效经济地实施结构控制,应 当合理考虑土一结构相互作用的影响,特别是浅层土性质的影响。 研究表明论文所采用的海洋平台结构振动智能主动控制策略是完全可行的、有效的, 提高了平台的适应性和生存性。毫无疑问,论文为海洋平台结构振动控制开辟了一条新 的思路。 关键词:导管架海洋平台、振动、智能、主动控制 ,一~一,-一一一~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~.~~.~~..~ ·11·


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 管友海,黄维平;MR阻尼器在海洋平台半主动振动控制中的应用[J];中国海洋平台;2002年03期
2 李宏男,马百存;固定式海洋平台利用TLD的减震研究[J];海洋工程;1996年03期
3 孙东昌,潘斌;海洋平台模块化设计与建造的研讨[J];中国海洋平台;2000年01期
4 顾元宪,马红艳,姜成,亢战,张洪武;海洋平台结构动力响应优化设计与灵敏度分析[J];海洋工程;2001年01期
5 李华军,嵇春艳,吴永宁;随机波浪荷载作用下海洋平台的前馈-反馈振动控制研究[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);2001年06期
6 管友海,李华军,黄维平;海洋平台磁流变阻尼器半主动控制研究[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);2002年04期
7 嵇春艳,李华军;随机波浪作用下海洋平台主动控制的时滞补偿研究[J];海洋工程;2004年04期
8 尚久铨;;地震作用下的海洋平台试验研究[J];世界地震工程;1990年04期
9 周亚军,赵德有,马骏;基于人工神经网络的海洋平台振动主动控制[J];船舶力学;2003年05期
10 张连营,胡云昌;基于可靠性分析的海洋平台地震保险费率的计算[J];海洋工程;1998年04期
11 卢林松;胜利油田海洋平台世界一流[J];海洋石油;2004年03期
12 王冬姣;海运海洋平台时最大惯性力的计算[J];中国海洋平台;2005年03期
13 徐学光;陈祖宇;;《中国海洋平台》杂志编辑部工作报告[J];中国海洋平台;1992年06期
14 邓洪洲,孙秦;海洋平台结构系统可靠性分析[J];海洋工程;1996年02期
15 刘刚,郑云龙,赵德有,梁园华,郑东;大开口自升式海洋平台的设计与强度分析[J];中国海洋平台;2001年03期
16 王立成,宋玉普;基于水深和地质条件的海洋平台的选型优化[J];石油工程建设;2003年05期
17 黄怀州,洪明,周艳秋,迟少艳;海洋平台运作中的安全文化[J];中国海洋平台;2004年01期
18 张兆德 ,王德禹;基于动力特性与小波变换的损伤检测方法在海洋平台中的应用[J];上海造船;2005年01期
19 蒋国平;黄东阳;解丽娜;;新型可控阻尼系统对海洋平台减震方法[J];低温建筑技术;2008年04期
20 ;走近振华重工——上海振华重工(集团)股份有限公司专访[J];中国海洋平台;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 嵇春艳;李华军;;海洋平台主动控制的时滞补偿研究[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
2 陈聃;;海洋平台抗震[A];中国地震学会第三次全国地震科学学术讨论会论文摘要汇编[C];1986年
3 高国强;郭伟宁;;海洋平台厨房通风设计探讨[A];2008年度海洋工程学术会议论文集[C];2008年
4 嵇春艳;于文;张赟;刘聪;;海洋平台结构振动控制效果的数值模拟及试验对比研究[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年
5 黄维平;刘娟;;基于遗传算法的海洋平台损伤诊断研究[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
6 黄国君;殷昀虢;戴锋;;光纤布拉格光栅传感系统在海洋平台监测中的应用研究[A];2003年度海洋工程学术会议论文集[C];2003年
7 蒋习民;;浅海新型单立柱平台在埕岛海域中的应用[A];2005年度海洋工程学术会议论文集[C];2005年
8 倪歆韵;潘子英;;SSCVⅡ半潜式起重海洋平台流场数值模拟分析[A];第四届全国船舶与海洋工程学术会议论文集[C];2009年
9 张宏彬;谢永春;;海洋平台淡水系统设计[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
10 黄小平;崔维成;;服役中后期海洋平台的安全寿命评估与维修决策[A];2003年度海洋工程学术会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周亚军;导管架海洋平台结构振动智能主动控制研究[D];大连理工大学;2004年
2 乐丛欢;海洋平台基于结构碰撞损伤的风险评估[D];天津大学;2010年
3 蒋济同;海洋平台的模态参数识别与损伤诊断研究[D];中国海洋大学;2003年
4 嵇春艳;海洋平台动力响应分析与振动控制技术研究[D];中国海洋大学;2003年
5 陆建辉;随机波浪载荷激励下海洋平台振动控制技术研究[D];中国海洋大学;2004年
6 梁燕军;海洋平台非线性系统最优减振控制研究[D];中国海洋大学;2010年
7 王立成;海洋平台结构优化设计理论与方法研究[D];大连理工大学;2002年
8 于骁;环境荷载激励下工程结构振动控制方法及实验研究[D];大连理工大学;2007年
9 王兴国;导管架海洋平台结构优化设计研究[D];大连理工大学;2003年
10 王燕;海洋平台结构随机响应复模态法及阻尼隔振减振技术研究[D];中国海洋大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯倩;埕岛油田现役导管架海洋平台安全评定技术研究[D];中国石油大学;2011年
2 郝明金;海洋平台起重机起升机构液压故障仿真研究[D];大连理工大学;2011年
3 李园园;海洋平台安全监测与控制系统安全完整性评估技术研究[D];中国石油大学;2011年
4 马海龙;基于粘弹性阻尼器的海洋平台振动控制[D];中国海洋大学;2003年
5 谭慧;巨型框架海洋平台设计及优化研究[D];济南大学;2011年
6 张艳芳;基于可靠度理论的海洋平台结构设计研究[D];天津大学;2004年
7 马军;考虑溢油损失的海洋平台结构构件目标可靠指标优化决策[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 朱锟;海洋平台爆炸事故风险分析与防护对策研究[D];中国石油大学;2011年
9 李宇生;基于变刚度TMD的海洋平台振动控制[D];中国海洋大学;2003年
10 肖建勇;海洋平台安全风险分析方法研究[D];天津大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 苏勇;中电电气赢得上海振华重工1200万大单[N];机电商报;2009年
2 沈伟彬;华机厂新型海洋平台起重机通过鉴定[N];中国船舶报;2006年
3 胡平;华南船机再创新记录[N];中国船舶报;2007年
4 记者 梁茵通讯员 王安军;国内首台海洋平台9000米井架组装完毕[N];中国石油报;2007年
5 通讯员 胡平;华机厂海洋平台吊机占领国内9成市场[N];中国船舶报;2004年
6 通讯员 张小平 孟彬蔚 黄竹清 记者 常素莉;国产化[N];河北经济日报;2010年
7 通讯员 季宏程;自升式海洋平台提升系统通过评审[N];中国水运报;2009年
8 李晓斌;我国首套出口海洋平台钻井系统启运[N];中国海洋报;2011年
9 石晓;我国首套出口海洋平台钻井系统起程发运[N];中国石化报;2011年
10 通讯员 李晓斌;我国首套出口海洋平台钻井系统起程发运[N];中国石油报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978