基于变刚度TMD的海洋平台振动控制

发布时间：2023-11-11 16:20

　　本文在分析结构振动控制研究发展及现状的基础上，提出一种新的变刚度半主动控制方法并设计了一种新型变刚度调谐质量阻尼器。先以随机波面特征信息为输入，优化控制器各参数，研究本控制装置对平台在随机波浪载荷作用下的振动控制效果。计算表明，本控制装置对由随机波浪载荷引起的平台振动有一定的控制效果，对平台甲板加速度响应的控制效果最高可达29％，其平均效果也在21％以上，甲板的位移响应也能得到一定的抑制。在此基础上，本文针对平台所处位置的特殊性，提出以平台甲板加速度响应谱为输入优化控制装置的最佳刚度。经过多组数据的计算、分析、总结，本文提出了一种简便的控制器最佳刚度优化方法。此方法在不降低控制器效果的前提下简化了优化程序，提高了运算速度，更有利于平台振动的实时控制，实现控制系统对结构振动的最优控制。计算结果表明，以平台甲板加速度信号为输入，控制装置在优化程序处理所得最优参数状态下对平台甲板加速度响应的控制效果可达20％以上。根据理论分析结果，本文后面又针对一个近海平台的实验模型给出了该模型在模拟波浪载荷作用下的振动控制系统设计方案，并进行了系统设计，用于将来的实验模型振动控制实验，以验证文中所设计变刚...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
1 前言
    1.1 振动控制技术研究的目的和意义
    1.2 振动控制技术研究进展及现状
        1.2.1 被动控制方法
        1.2.2 主动控制方法
        1.2.3 混合式控制方法
        1.2.4 半主动控制方法
    1.3 海洋平台振动控制技术研究现状
    1.4 本文的主要工作
2 随机波浪力的计算
    2.1 随机波浪谱的一般形式
    2.2 波浪力的计算
    2.3 波浪力谱的计算
3 海洋平台半主动控制一
    3.1 海洋平台的结构特征参数及环境条件
    3.2 振动控制技术路线
    3.3 海洋平台变刚度TMD控制数学模型及仿真计算
        3.3.1 控制装置原理
        3.3.2 海洋平台数学、物理模型
        3.3.3 海洋平台柱桩所受波浪力谱的计算
        3.3.4 控制装置参数优化及响应的频域分析
    3.4 结论
4 海洋平台半主动控制二
    4.1 振动控制技术路线
    4.2 海洋平台甲板加速度响应谱的计算
        4.2.1 频率抽取基2算法
        4.2.2 频率抽取基4算法
        4.2.3 分裂基算法
        4.2.4 数字滤波器滤波
        4.2.5 功率谱估计
    4.3 海洋平台变刚度TMD控制仿真计算
    4.4 结论
5 VSTMD控制系统的实现
    5.1 海洋平台实验模型
    5.2 控制系统设计
    5.3 控制系统的组成及各部件的设计
        5.3.1 变刚度调谐质量阻尼器的设计
        5.3.2 微机控制系统设计
    5.4 控制系统的集成
结束语
参考文献
致谢



本文编号：3862892