海洋平台结构振动控制探究综述

《海洋平台结构振动控制探究综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、海洋平台结构振动控制探究综述摘要：海洋平台结构的振动将会影响工作人员的身心健康，导致结构疲劳和破坏，降低平台的实用性、生存性以及可操作性，给海上油气顺利开采带来一系列的威胁。本文主要对海洋平台结构振动控制的研究和应用现状做了简要的介绍，并重点介绍了被动控制、主动控制以及半主动控制技术。最后提出了海洋平台结构振动控制存在的一些问题。关键词：海洋平台结构；振动控制；智能控制ReviewontheStudyofStructureVibrationControlforOffshorePlatformsXIAOYuwei,SUNShumin(SouthChinaUniver

2、sityofTechnology,Guangzhou510640)Abstract：Thevibrationofoffshoreplatformswillharmstaff'sphysicalandmentalhea1th,causefatigueanddestructionofthestructure,reducepracticality,survivabilityandmaneuverabilityofoffshoreplatformsandbringaseriesofthreattooilmining.Thispapermainlyintroducesthe

3、studyandapplicationstatusofstrueturevibrationcontrolofoffshoreplatformsandfocusesonthepassivecontrol,activecontrolandsemi-a.ctivecontroltechnology.Finallysomeproblemsonstructurevibrationcontroloffshoreplatformsareputsforward.Keywords：Structureofoffshoreplatform；Controlofvibration；Inte

4、lligentcontrol1引言由于全球能源危机出现以及陆地油气资源的日益枯竭，人们逐渐将注意力集中到海洋上。众所周知，深海石油、天然气资源十分丰富，开发前景广阔，随着社会经济与科技的快速发展，世界各国都把目光投向了广阔的海洋，并且建造了大量的海洋平台，用于海洋油气资源的开发利用。海洋平台是海上油气资源开发的基地，结构复杂，体积庞大，造价昂贵，位于无遮蔽的海域，需要经受住暴风、巨浪、地震、坚冰等恶劣海洋环境条件的考验。在环境载荷的作用下，海洋平台一般表现为以下的特征[1]:(1)固有频率低，且低频模态密集；(2)本质上的参数分布系统，具有强耦合和非线性；(3)结

5、构复杂，参数易变，自身结构以及所受外荷载具有不确定性。平台结构受到较大外部激励，可能会产生过大的振动响应，影响人员安全，降低平台使用性能，甚至导致结构疲劳破坏。因此，利用合适的减振方法，对海洋平台进行振动控制，受到了越来越多的关注。由于海洋平台结构响应的特殊性，对海洋平台进行振动控制也相应具有一定的特殊性。2结构振动控制的发展状况结构振动控制就是对结构在外部激励下的动力反应和动力不稳定性加以抑制，使其能够在规定的范围内工作，满足其正常使用的要求。结构振动控制从提出到现在，已经成为结构工程领域一个十分活跃的课题。结构振动控制在建筑工程，桥梁工程，机械工程，航空工程领

6、域已经得到了广泛的研究与应用，但是在海洋工程领域还处于起步阶段，有许多振动控制问题亟待解决，这也是以后研究的一个重要方面。按照所需外部能源的大小，结构振动控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制四种［2］。2.1被动控制被动控制无需外加能源，其控制力是控制装置随结构一起振动变形时因装置本身的运动而被动产生的，依靠结构元件之间，结构与辅助系统、子系统之间的相互作用消耗振动能量，从而达到减振目的。被动控制构造简单，造价低廉，易于维护并且无需外部能源输入等优点而受到了广泛的研究与应用，其技术已非常成熟。被动控制主要分为基础隔振、耗能减振、吸能减振，被动控制装置

7、主要有调谐质量阻尼器(TMD)、调谐液体阻尼器(TLD)、粘弹性耗能器、摩擦阻尼器等。被动控制装置的控制效果明显依赖于输入激励的频谱特性和结构的动态特性，一般只对某种特定范围内的振动特征具有较好的振动控制效果，缺乏调节跟踪能力。2.2主动控制结构主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰，釆用现代控制理论的主动控制算法在精确的结构模型基础上运算和决策最优控制力，最后作动器在很大的外部能量输入下实现最优控制力。在结构反应观测基础上实现的主动控制称为反馈控制，而在结构环境干扰观测基础上实现的主动控制称为前馈控制。主动控制作动器通常采用液压伺服系统或电机伺服系统，一般需要很

8、大的能量驱