導管架海洋平臺結(jié)構(gòu)振動智能主動控制研究.pdf

1、隨著海洋技術(shù)的發(fā)展,各種用途的海洋平臺越來越多地出現(xiàn)在環(huán)境惡劣的深海中.這些大型柔性海洋平臺一般表現(xiàn)為以下特征:(1)固有頻率低,且低階模態(tài)接近于波浪分布中多數(shù)子波的頻率范圍;(2)分布參數(shù)系統(tǒng),具有強耦合性和非線性;(3)結(jié)構(gòu)復雜,參數(shù)易變,所受外載荷具有不確定性.因此無論是在正常海況還是在極限海況,即使強度足夠,但是在風浪流等環(huán)境載荷的作用下,平臺都有可能產(chǎn)生過大的振動響應(yīng).過大的振動將會危害人員身心健康、威脅結(jié)構(gòu)安全、降低平臺設(shè)備

2、的精確性和可靠性、削弱平臺的適應(yīng)性和生存性能,因此有效地控制平臺的振動響應(yīng)就顯得非常重要.然而對于海洋平臺這種大型復雜結(jié)構(gòu)而言,僅僅靠加強平臺結(jié)構(gòu)來被動地抵御波浪載荷、風載荷和地震載荷等的作用,不僅會大大增加平臺造價,而且由于結(jié)構(gòu)復雜性以及載荷的不確定性等,將會難以達到預期的效果.土—結(jié)構(gòu)動力相互作用將會對海洋平臺動力特性產(chǎn)生不可忽視的影響.論文對考慮土—結(jié)構(gòu)動力相互作用的海洋平臺自振特性進行了深入的研究,通過將平臺樁腿模擬成Winkl

3、er彈性地基梁,將土層對平臺樁腿的耦合作用轉(zhuǎn)化為沿樁腿連續(xù)分布的線彈性彈簧和依賴頻率的阻尼器來表示.使用ANSYS軟件對導管架平臺的自振特性進行了分析計算;根據(jù)結(jié)構(gòu)控制的需要,對海洋平臺模型簡化計算方法進行了探討,從而也為下一步海洋平臺振動控制進行了有益的探索.結(jié)構(gòu)振動控制方式目前研究最多的是被動控制和主動控制兩種.采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督控制與預測控制模式,通過將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為控制器與預測器兩種方法來獲得平臺的主動控制序列,計算結(jié)果表明基于人工

4、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的海洋平臺振動主動控制是完全可行的、有效的.L.A.Zadeh教授提出的模糊邏輯理論能夠有效地處理現(xiàn)實世界中存在的非線性、不確定性以及不精確性,模糊控制無需建立精確的數(shù)學模型,僅僅需要基于專家經(jīng)驗建立一些模糊推理規(guī)則.基于剛度、質(zhì)量和阻尼的隨機性用Monte Carlo直接抽樣法對海洋平臺結(jié)構(gòu)振動特性與模糊控制進行了研究.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)對考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用的海洋平臺結(jié)構(gòu)振動主動控制進行了研究.考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用的海