基于海洋平台系统的最优振动控制Matlab仿真(3)

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说明B:缩写词含义

缩写说明

AMD active mass damper 主动质量阻尼器

TMD tuned mass damper 协调质量阻尼器

CLOC classical optimal control 经典最优控制

FFOC feedforward and feedback optimal control 最优前馈反馈控制

JONSWAP Joint North Sea Wave Project 联合北海波浪计划

说明C:全文图表

名称页数

图1.1 海洋平台减振方法 7

图2.1 小振幅波波形 10

图2.2 海洋平台受力图 14

图3.1 模型结构图 16

图4.1 最优反馈控制结构图 19

图4.2 最优前馈反馈控制结构图 20

图5.1 JOSNSWAP频谱图 24

图5.2 海洋波浪力谱图 24

图5.3 波浪力仿真图像 25

图5.4 无控制海洋平台位移响应 26

图5.5 无控制海洋平台速度响应 26

图5.6 最优反馈控制海洋平台位移响应 27

图5.7 最优反馈控制海洋平台速度响应 27

图5.8 最优反馈控制AMD位移响应 28

图5.9 最优反馈控制控制力 28

图5.10 最优前馈反馈控制海洋平台位移响应 29

图5.11 最优前馈反馈控制海洋平台速度响应 29

图5.12 最优前馈反馈控制控制力 30

图5.13 最优前馈反馈控制AMD位移响应 30

表6.1 改变m值的控制效果和能量消耗 32

图6.1 CLOC/FFOC能量消耗对比图 33

图6.2 CLOC/FFOC AMD最大位移对比图 33

图6.3 CLOC/FFOC平台位移抑制对比图 34

图6.4 CLOC/FFOC平台速度抑制对比图 34

图6.5 FFOC能量消耗/平台位移抑制/平台速度抑制对比图 35

1 绪论

1.1 研究背景

为了开采海上石油资源,我国建设了大量海洋平台。海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵，作为海上石油开采的主体结构，集中了各种先进的设计与制造技术。海洋平台工作在恶劣及未知的海洋环境中，时时受到海洋波浪力、风力、冰载及平台上的机器设备所带来的负荷。这些外部激励使得海洋平台产生振动，如果没有处理好振动问题，可能发生平台事故，造成严重的经济损失甚至人员伤亡。所以对海洋平台进行振动控制研究在安全上和经济上都是非常必要的。论文网

由于海洋平台的振动具有低频、高幅的特点，且常常受到随机因素的影响，只靠传统的结构加强措施来抵御外部环境载荷以满足结构的可靠性是很不经济和安全的。因此振动的被动控制存在一定的局限性。在给定的性能指标下，最优控制律调节系统在外来或者内在激励下的响应，可以用来降低海洋平台的振动。相对于被动控制律，最优控制律更加优越。