1、1ppt课件滑移模态控制与模糊控制原理滑移模态控制与模糊控制原理海洋平台随机振动响应分析海洋平台随机振动响应分析随机波浪荷载计算方法随机波浪荷载计算方法绪论绪论磁流变阻尼器及半主动式控制方法磁流变阻尼器及半主动式控制方法海洋平台磁流变半主动控制模型试验研究海洋平台磁流变半主动控制模型试验研究结论与展望结论与展望2ppt课件结构振动控制技术研究与应用论文研究内容任务海洋平台振动控制技术研究的意义及现状3ppt课件（一）被动控制方法（一）被动控制方法被动控制方法是最早发展起来的结构振动控制技术，已形成了较完整的体系。被动控结构简单、造价低、易于维护且无需外加能源等优点。但是，缺乏跟踪和调节的能力，
2、其控制效果一般依赖于外载荷的谱特性和结构的动态特性。（二）主动控制（二）主动控制主动控制需要较大的外加能源才能够提供所需的控制力，在地震等特别环境下，外加能源不能够得到保证，而且也不能够满足社会提倡的节能要求。4ppt课件（三）半主动控制（三）半主动控制半主动控制以被动控制为主体,其控制原理与结构主动控制基本相同。它根据系统输入的变化和对系统输出的要求,实时调节系统中某些环节的刚度、惯性以及阻尼特性,从而使系统能获得良好的振动特性，只是实施控制力的作动器需要少量的能量调节以便使其主动地甚至可以说巧妙地利用结构振动的往复相对变形或相对速度，尽可能地实现主动最优控制力。半主动控制能够运用很少的外界
3、能量实现接近主动控制的效果，现在是国内外研究的热点。5ppt课件2 海洋平台振动控制技术研究的意义及现状海洋平台振动控制技术研究的意义及现状1.3.1海洋平台振动控制研究的意义海洋平台振动控制研究的意义(1) 陆上资源的枯竭，海洋油气资源得到国内外的重视，海洋平台数量剧增。(2) 海洋平台所处环境恶劣，而且随着工作水深的增加，平台振动加剧，影响到平台安全。(3) 现在海洋平台响应已经是评价安全性的指标之一。1.3.2海洋平台振动控制技术的发展海洋平台振动控制技术的发展海洋平台的振动控制技术属于前沿的研究方向，仍处于理论探索阶段，当前的研究成果也十分有限。对平台的振动控制的试验研究国内主要有：欧
4、进平、张纪纲等对冰和地震载荷作用下的振动控制试验研究。对波浪载荷的研究主要在理论上，波浪载荷振动控制水池试验国内外还没有。6ppt课件(1) 研究波浪力的数值模拟方法，以及海洋平台动力响应特性。(2)研究模糊控制理论和滑移模态控制。(3)研究基于磁流变阻尼器的海洋平台半主动控制方法及数值模拟。(4)设计海洋平台MRFD半主动控制水池模型试验方案，及减振效果的数值模拟。(5) 进行水池模型试验。7ppt课件引引 言言随机波浪力的确定随机波浪力的确定随机波浪理论随机波浪理论线性波浪理论线性波浪理论Morison方程方程8ppt课件2.2 线性波浪理论线性波浪理论认为波动面是水面呈简谐形式的起伏运动
5、。水质点的运动是以平衡位置为圆心的圆周运动，即以圆频率 作简谐振动。计算波浪中水质点在水平和垂直方向的运动速度如下：2.3 随机波浪理论随机波浪理论海洋中的波浪是随机的，具有统计规律，随机波浪理论是运用概率统计原理对海浪进行研究。()cos()()sin()xzH chk zdkxtxTshkdH shk zdkxtzTshkd9ppt课件谱分析是阐明海浪的能量相对于波浪频率或其它独立变量分布规律，建立其函数关系。常见的波浪频谱包括：P-M谱、JONSWAP谱、文氏谱、Wallops谱等，本文运用JONSWAP谱计算波浪频谱。大量经验表明：JONSWAP谱和实测结果是吻合的，而且它可以适用于不
6、同成长阶段的风浪，因此得到广泛的应用。用有效波高和峰值频率表示如下：222054exp2*20*1exp1.250.06240.2300.03360.185 1.9msmmSH 10ppt课件2.4 Morison方程方程以绕流理论为基础的半理论半经验公式。通过一定的假定可以得到D/L0.2时柱体上波浪力的计算公式如下：2.5 随机波浪力的确定随机波浪力的确定(1)时域计算方法基于线性波浪理论，运用Morison方程仿真波浪力可以得到：(2)频域计算方法dDMHdzuDuCtuACF0)21(dztzuACdztzutzuACtzFdDDdIM),(),(),(),(00 STSFF211pp
7、t课件引引 言言数值算例数值算例振动控制方程振动控制方程平台振动响应平台振动响应12ppt课件3.2 振动控制方程振动控制方程本文采用精度较高的有限元法来确定平台振动方程。海洋平台运动方程可以表示为：3.3 平台振动响应平台振动响应3.3.1时域分析时域分析常用的数值解法有威尔逊 法、纽马克法和中心差分法。3.3.2 频域分析频域分析可以求得平台位移、速度和加速度的谱密度函数为： ( )Mx tCx tKx tEF t224()iiixxv ixaxSTSSsSSsS13ppt课件3.4 数值算例数值算例模拟位于墨西哥湾海域一导管架海洋平台，水深125m ，水面处桩腿直径为1.6米，海底处桩腿
8、直径为3米。该平台共离散为390多个单元。根据当地海域情况，选取JONSWAP谱来描述海况，波浪的周期为8s，有效波高为10m，波浪作用方向沿x轴。海洋平台有限元模型14ppt课件020040060080010001200-0.0500.05Time (s)Acceleration response (m/s2)020040060080010001200-0.08-0.06-0.04-0.0200.020.040.060.08Time (s)Velocity response (m/s)020040060080010001200-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.15Tim
9、e (m)Displacement response (m)最小值最小值最大最大值值均方差均方差X方向-0.11140.11600.0431Y方向-0.00750.00790.0026Z方向-0.00640.00660.0025合位移-0.11180.11640.0433最小值最小值最大最大值值均方差均方差X方向-0.07130.06450.0271Y方向-0.00400.00400.0012Z方向-0.00410.00370.0015合速度-0.07140.06460.0272最小值最小值最大最大值值均方差均方差X方向-0.04740.04530.0180Y方向-0.00210.00230.
10、0006Z方向-0.00270.00260.0010合加速度-0.04740.04530.018015ppt课件引引 言言模糊控制模糊控制滑移模态振动控制滑移模态振动控制16ppt课件4.2 滑移模态振动控制滑移模态振动控制滑移模态控制也称为变结构控制，是一种有很好鲁棒性能的控制方法。可以应用于线性和非线性结构的控制。它特别适合在控制过程中受控制体的参数不断变化的半主动变刚度和变阻尼控制。对于联系控制器（无间断点），为了使 小于0，控制力取：对于非连续控制器，取控制力为：00()00()00isiiiiisiiGHuGH iisiiuG 17ppt课件4.3 模糊控制模糊控制属于非线性智能控制
11、的范畴，而且它已成为目前实现智能控制的一种重要而又有效的形式。模糊控制不仅适用于小规模线性单变量系统，而且逐渐向大规模、非线性复杂系统扩展，具有易于掌握、输出量连续、可靠性高等优点。 模糊控制器设计包括以下几项内容：确定模糊控制器的结构与输入、输出变量；语言变量和论域的选取；确定模糊控制器的参数（如量化因子、比例因子）；建立模糊数模型和编制模糊控制算法的应用程序。 18ppt课件引引 言言海洋平台结构半主动控制方法海洋平台结构半主动控制方法磁流变阻尼器基本原理磁流变阻尼器基本原理数值算例及结论数值算例及结论19ppt课件5.2 磁流变阻尼器基本原理磁流变阻尼器基本原理磁流变液的优点：（1）连续
12、性。它能够随场强的变化而连续变化，因而磁流变阻尼器的阻尼力可以通过控制磁场大小而连续调节。（2）可逆性。即施加磁场后，磁流变液随磁场强度的增加硬化成为具有一定剪切强度的粘塑性体，当撤去磁场后，又恢复为自由流动的液体状态。（3）反应迅速。流变性能的转化通常在ms级时间内就可以完成。20ppt课件磁流变阻尼器特点：具有能耗低、出力大、响应速度快、结构简单、阻尼力连续可调，并可方便地与微机控制结合等优点，已经成为结构振动控制新一代的高性能、智能化的减振装置。MRFD主要分为剪切式、阀式、剪切阀式和挤压流动式，下面主要介绍剪切阀式。典型剪切阀式MRFD构造原理图：剪切阀式MRFD的阻尼力可以表示为下面
13、形式，即:YsvDLhdDLvhDLDhdDLF2232234321ppt课件 5.3 海洋平台半主动振动控制方法海洋平台半主动振动控制方法经典线性最优控制、瞬时最优控制算法、滑移模态控制算法等如Semi1控制算法、Semi2控制算法或界限最优控制算法求Us根据MRFD的Us(t)=f(I)函数来确定需要的控制电流22ppt课件5.4 数值算例数值算例5.4.1 滑移模态半主动控制算例滑移模态半主动控制算例本文采用剪切阀式MRFD进行分析计算阻尼力，在半主动控制算法中，采用限界Hrovat最优控制算法来计算磁流变阻尼力。控制效果控制效果： 海洋平台的最大位移响应由0.0172m减少到0.006
14、4m，减少了67.74%，均方差减少了63.82%；最大速度由0.0155m/s减少到0.0050m/s,减少了62.79%，均方差减少了66.03%；最大加速度由0.0226m2/s减少到0.0073m2/s，减少了67.70%，均方差减少了69.87%。23ppt课件050100150200250300-8-6-4-20246x 10-3Time (s)Displacement(m)MRFDComparison of active and semi-active on displacementMRFD ControlOptimal Control050100150200250300-6-4
15、-20246x 10-3Time (s)Velocity (m/s)Comparison of active and semi-active on velocityMRFD ControlMRFD ControlOptimal Control050100150200250300-6-4-202468x 10-3Time (s)Acceleration (m/s2)Comparison of active and semi-active on accelerationMRFD ControlOptimal Control050100150200250300-0.025-0.02-0.015-0.
16、01-0.00500.0050.010.0150.020.025Time (s)Acceleration (m/s2) The effect of MRFD on accelerationNo ControlMRFD Control加速度控制效果位移主动与半主动控制对比速度与加速度主动与半主动控制对比050100150200250300-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.02Time (s)Displacement (m)The effect of MRFD on controlling displacementNo ControlMRFD Contr
17、ol050100150200250300-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.015Time (s)Velocity (m/s)The effect of MRFD on controlling velocityNo ControlMRFD Control位移和速度控制效果24ppt课件5.4.2 模糊半主动控制算例模糊半主动控制算例本文采用墨西哥湾某典型导管架海洋平台为例，进行平台多自由度数值模拟。运用ANSYS软件建模，半主动控制算法采用Semi1算法，平台结构如图5.11所示。控制效果：控制效果：位移响应均方差由0.0566m减少到0.0325m，减少了42
18、.53%；平均速度由0.0335m/s减少到0.0142m/s,减少了57.67%；平均加速度由0.0763m2/s减少到0.0311m2/s，减少了59.20%。25ppt课件020406080100120140160180200-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.2Time (s)Displacement (m)Effect on offshore platform of displacement controlMRFD ControlNo Control020406080100120140160180200-0.08-0.06-0.04-0.0200.020.040.
19、060.08Time (S)Velocity (m/s)Effect on offshore platform of velocity controlMRFD ControlNo Control020406080100120140160180200-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.2Time (S)Acceleration (m/s2)Effect on offshore platform of acceleration controlMRFD ControlNo Control控制振动响应效果26ppt课件5.5 小结小结仿真结果表明，两种MRFD半主动控制系统
20、能够非常有效的控制海洋平台响应，而且半主动控制方法与主动控制方法控制效果非常接近。半主动模糊控制在多自由度的数值模拟中，减振效果在50%以上。因此，MRFD半主动控制系统能够有效的控制海洋平台的随机振动。两种半主动控制方法中，模糊控制对系统的参数要求不高，特别在结构物复杂、环境参数很难准确的描述的情况下有很好的控制效果。所以模糊控制方法在海洋平台的振动控制中有很大的发展空间。27ppt课件引引 言言本章小结模型试验减振效模型试验减振效果的数值模拟果的数值模拟试验方案的设计试验方案的设计水池试验及试验水池试验及试验结果分析结果分析28ppt课件6.1.1 目的目的主要通过模型试验的研究手段，来验
21、证所发展的半主动式减振方法的有效性。6.1.2 试验内容试验内容模型试验主要包括静态校准试验、动力响应试验及半主动减振效果试验。各部分具体实验内容如下：(1)静态校准试验：主要获得海洋平台干模态时海洋平台的基本动力特性指标。(2)减振装置控制效果试验：获得平台在安装未阻尼器前，以及安装后通电与不通电情况下不同海况下海洋平台各观测点的动力响应，并进行比较分析从而评价减振装置的减振效果和特点。29ppt课件6.1.3 模型试验中半主动控制系统实施流程模型试验中半主动控制系统实施流程本试验采用半主动模糊控制下的磁流变阻尼器来控制海洋平台模型在波浪载荷下的振动，控制原理如图所示。30ppt课件6.2
22、试验方案的设计试验方案的设计6.2.1 海洋平台结构模型设计海洋平台结构模型设计模型的设计主要主要保证几何相似和动力相似，模型几何比：1:50。实物与模型主要相似比参数见下表。材料及特性材料及特性材料名称材料名称弹性模量弹性模量泊松比泊松比密度密度原型钢2E+11Pa0.37800kg/cm3模型有机玻璃3E+9Pa0.351170kg/cm3相似比几何形似比弹性模量相似比密度相似比频率似比实际相似比值50：166.67:16.67:10.12:1理论上应满足值-0.14:131ppt课件6.2.2 测点布置设计32ppt课件6.2.3试验方法及工况设计试验方法及工况设计一、岸上校验试验： （
23、1）静态校验试验：加水平方向拉力，测静位移。（2）捶击试验：通过锤击，测位移及加速度响应。二、平台模型减振效果试验试验方法：将海洋平台模型固定于池底，调节水深到2.5m，造波机造浪，测量平台的动态响应。编号编号波波 高高(m)浪浪 向（度）向（度）周期周期T（s）R01规则波0.32沿平台x轴方向1.5sR02规则波0.20沿平台x轴方向1.0编号编号有义波高有义波高(m)浪向（度）浪向（度）峰值周期峰值周期I01随机波0.32沿平台x轴方向1.5I02随机波0.32沿平台y轴方向1.5I03随机波0.32沿与平台x轴方向呈45度角1.5I04随机波0.20沿平台x轴方向1.0I05随机波0.
24、10沿平台x轴方向1.033ppt课件6.3模型试验减振效果的数值模拟模型试验减振效果的数值模拟为了进一步检验设计方案的可行性，对设计的7种工况运用ANSYS软件进行数值模拟，来检验控制效果。34ppt课件05101520253035404550-5-4-3-2-1012345Time (s)Regular Wave Force(N)0510152025303540455000.20.40.60.81Time (s)Electric current (A)0102030405060708090100-10-50510Time (s)Force of MRFD (N)01020304050607
25、08090100-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81x 10-3Time (s)Displacement response (m) No MRMR Control0102030405060708090100-0.01-0.008-0.006-0.004-0.00200.0020.0040.0060.0080.01Time (s)Velocity response (m/s) No MRMR Control0102030405060708090100-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.2Time (s)Acceleration respon
26、se (m/s2) No MRMR Control05101520253035404550-5-4-3-2-1012345Time (s)Regular Wave Force(N)0510152025303540455000.20.40.60.81Time (s)Electric current (A)0102030405060708090100-10-50510Time (s)Force of MRFD (N)0102030405060708090100-0.01-0.008-0.006-0.004-0.00200.0020.0040.0060.0080.01Time (s)Velocity
27、 response (m/s) No MRMR Control工况I01波浪力控制力控制电流位移控制效果速度控制效果加速度控制效果35ppt课件050100150200250-8-6-4-20246Time (s)Random wave force (N)050100150200250-15-10-5051015Time(s)Force of MRFD (N)15015516016517017518018519019520000.20.40.60.81Time (s)Electric current (A)050100150200250-1.5-1-0.500.511.52x 10-3Time
28、 (s)Displacement response (m) No MRMR Control050100150200250-8-6-4-202468x 10-3Time (s)Velocity response (m/s) No MRMR Control050100150200250-0.25-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.20.25Time (s)Acceleration response (m/s2) No MRMR Control工况R01波浪力控制电流控制力位移控制效果速度控制效果加速度控制效果36ppt课件工况编号工况编号响应方向响应方向无无MR位移均响
29、应位移均响应方差（毫米）方差（毫米）未通电位移响应未通电位移响应均方差（毫米）均方差（毫米）通电位移响应均通电位移响应均方差（毫米）方差（毫米）通电与无通电与无MR减振减振幅度（幅度（%）通电与不通电减通电与不通电减振幅度（振幅度（%）R01X0.47810.49500.286140.1742.23R02X0.17930.18640.122337.4239.81I01X0.43840.56200.279636.2250.25I02Y0.20230.20150.133534.0133.75I03X0.13290.14190.097926.2830.99Y0.10400.11620.076926.
30、0933.80I04X0.20870.22910.137933.9239.80I05X0.102440.11250.069632.1038.13平均值33.2838.60工况编号工况编号响应方向响应方向无无MR速度均响应速度均响应方差（米方差（米/秒）秒）未通电速度响应均未通电速度响应均方差（米方差（米/秒）秒）通电位速度应均方通电位速度应均方差（米差（米/秒）秒）通电与无通电与无MR减振减振幅度（幅度（%）通电与不通电减振通电与不通电减振幅度（幅度（%）R01X0.00470.00480.002938.3039.58R02X0.00350.00370.002334.2939.47I01X0.
31、00220.00270.001436.3648.15I02Y1.25E-041.37E-048.41E-0532.7138.87I03X7.61E-048.21E-045.31E-0430.3135.35Y3.54E-043.95E-042.83E-0420.0038.39I04X0.00260.00290.001830.7737.93I05X0.00130.00149.07E-0430.2135.19平均值31.6239.11工况编号工况编号响应方向响应方向无无MR加速度均响加速度均响应方差（米应方差（米/秒秒2）未通电加速度响应未通电加速度响应均方差（米均方差（米/秒秒2）通电位加速度应均
32、通电位加速度应均方差（米方差（米/秒秒2）通电与无通电与无MR减振减振幅度（幅度（%）通电与不通电减振通电与不通电减振幅度（幅度（%）R01X0.09140.09360.051343.8745.19R02X0.07170.07450.043639.1941.48I01X0.07230.07520.042940.6642.95I02Y0.00320.00340.002133.4038.59I03X0.02890.03130.019931.1436.42Y0.01240.01380.009721.7729.71I04X0.06590.07540.043833.5441.91I05X0.03220.
33、03690.021632.9241.46平均值34.5639.7137ppt课件6.4.1试验条件试验条件（1）试验水池试验是在702所的05风浪流水池中完成的。 05水池主尺度为69米46米4米，造波能力为：规则波最大波高可达0.5m，周期范围为0.55.0s；不规则波最大有义波高为0.4m。（2）测试仪器见下表：仪器名称仪器名称规格规格数量数量提供单位提供单位浪高仪ZL060005105水池加速度计量程（+-）/ FA01-0142805水池非接触式运动测量系统ZL03-0005105水池磁流变控制器1江苏科技大学计算机及采集软件1006-21383套05水池38ppt课件(3)海洋平台模
34、型39ppt课件6. 4. 2 岸上静态试验岸上静态试验40ppt课件试验工况试验工况横向拉力横向拉力(kg)最顶层位移最顶层位移(mm)计算的刚度计算的刚度 (m/N)L1：沿宽方向无配 （x方向）20.38526340.78512861.224918L2：沿宽方向配重 （x方向）20.33606040.71563361.115405L3：沿长方向无配重 （y方向）20.141428540.311290360.4812500L4：沿长方向配重 （y方向）20.141428540.301333360.4812500岸上静位移测量结果海洋平台固有频率试验工况试验工况测试方向测试方向测试频率测试频
35、率(Hz)L1x3.20L2x2.76L3y13.30L4y10.3241ppt课件6. 4. 3水池试验及磁流变阻尼器减振效果水池试验及磁流变阻尼器减振效果试验分为没有安装阻尼器和安装磁流变阻尼器通电以及不通电三种情况进行。42ppt课件工况R01试验结果：50556065707580859095100-2-1.5-1-0.500.511.5Time(s)Displacement response (mm)No MRWith MR without electronicWith MR with electronic5060708090100110120-0.1-0.08-0.06-0.04-0
36、.0200.020.04Time (s)Velocity response (m/s)No MRWith MR without electronicWith MR with electronic3032343638404244464850-0.25-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.20.25Time (s)Acceleration response (m/s2)No MRWith MR without electronicWith MR with electronic2 2.2 2.4 2.6 2.83 3.2 3.4 3.6 3.84 4.2 4.4 4.6 4
37、.85 5.2 5.4 5.6 5.8600.010.020.030.040.050.060.070.080.09Frequency (Hz)PSD of acceleration responseNo MRWith MR without electronicWith MR with electronic43ppt课件工况I01试验结果：100110120130140150160170180190200-2.5-2-1.5-1-0.500.51Time(s)Displacement response (mm)No MRWith MR without electronicWith MR with
38、 electronic100110120130140150160170180190200-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.020.025Time (s)Velocity response (m/s)No MRWith MR without electronicWith MR with electronic50556065707580859095100-1-0.500.511.52Time (s)Acceleration response (m/s2)No MRWith MR without electronicWith MR with electro
39、nic0123456012345678x 10-3Frequency (Hz)PSD of acceleration responseNo MRWith MR without electronicWith MR with electronic44ppt课件工况编号工况编号测试方向测试方向无无MR位位移 响 应移 响 应(mm)有有MR不通电情况位不通电情况位移响应移响应均方差均方差(mm)有有MR通电情况通电情况位移响应位移响应均方均方差差(mm)通 电 情 况 减通 电 情 况 减振幅度振幅度(%)通电与不通电通电与不通电情况相对减振情况相对减振幅度幅度(%)R01x0.39820.3858
40、0.256035.732.6y0.07720.07500.050235.032.2R02x0.12520.12480.077937.834.6y0.06580.05970.037043.834.5I01(320 x)x0.26390.28280.185229.836.9y0.04500.05060.032627.640.0I02(320y)x0.04130.04840.032122.239.4y0.13200.17080.106819.148.5I03(320 xy)x0.08770.09330.069021.327.7y0.06620.07520.055016.930.5I04x0.1074
41、0.12840.078726.846.4y0.03090.03710.022228.148.2I05x0.06980.06320.045634.625.2y0.05660.04960.397829.717.3平均值29.1535.2845ppt课件工况编号工况编号测试方向测试方向无无MR速速度 响 应度 响 应(m/s)有有MR不通电情不通电情况速度响应况速度响应均均方差方差(m/s)有有MR通电情况通电情况速度响应速度响应均方均方差差(m/s)通 电 情 况 减通 电 情 况 减振振幅度幅度(%)通电与不通电情通电与不通电情况况相对相对减振减振幅度幅度(%)R01x0.00290.00280
42、.0021027.624.2y9.67E-049.38E-040.0006928.125.2R02x0.00350.00320.0025626.718.1y0.00118.88E-040.0007828.79.4I01(320 x)x0.00170.00180.0013222.428.3y6.03E-046.73E-044.70E-0422.133.7I02(320y)x6.95E-047.15E-045.14E-0425.928.8y8.12E-049.29E-045.82E-0428.442.8I03(320 xy)x5.56E-040.0006130.0004125.635.9y4.07
43、E-040.0004622.94E-0427.741.2I04x0.00120.00130.0008529.1137.4y5.31E-048.11E-044.11E-0422.6225.3I05x8.23E-049.35E-045.69E-0430.9344.5y4.33E-044.83E-043.13E-0427.739.2平均值26.6831.4146ppt课件工况编工况编 号号测点编测点编号号测 试测 试方向方向无无MR时时加速加速度响应度响应均方差均方差(m/s2)有有MR不通电情不通电情况加速度响应况加速度响应均均方差方差(m/s2)有有MR通电情通电情况加速度响应况加速度响应均方差
44、均方差(m/s2)通电情况减通电情况减振振幅度幅度(%)通 电 与 不 通通 电 与 不 通电 情 况 相 对电 情 况 相 对减振减振幅度幅度(%)R011x0.05480.05270.034237.733.8y0.02830.02460.016242.729.7R021x0.04220.04490.027933.840.2y0.01620.01870.01319.835.2I011x0.04910.04570.032833.126.2y0.04150.03950.028930.425.5I021x0.02060.02310.013435.047.4y0.01970.02260.013233
45、.047.9I031x0.01620.01940.013119.238.89y0.00990.01140.008217.232.3I041x0.03960.03490.020548.236.3y0.02040.01990.010548.545.9I051x0.02170.01750.012840.921.6y0.00820.01010.006125.648.7平均值33.2136.4547ppt课件1、采用半主动控制原理设计的MRFD系统可以对平台试验模型在波浪载荷作用下引起的振动进行有效控制，减振效果明显，位移平均为35.28%，速度平均31.41%，加速度为36.45%。2、MRFD对位移
46、响应、速度响应以及加速度响应的减振幅度基本相当，但加速度的减振效果最好，位移、速度响应的减振效果次之。此外试验结果表明对不同浪向以及平台不同方向的响应减振效果有所区别，其中对斜浪的减振效果要差一些，同时由于MRFD安装位置以及平台模型在x,y方向振动频率等特性的差别，使得MR对x方向的减振效果好于对y方向的减振效果。3、采用模糊控制原理进行设计的MRFD系统对不同海况参数下也有较好的模糊性，控制效果比较稳定，但仍表现了对规则波的控制效果要好于同等海况参数下的随机波浪作用下的控制效果。48ppt课件6. 4. 4 试验测量结果与数值模拟结果比较试验测量结果与数值模拟结果比较海洋平台模型各种状态的
47、频率数值模拟结果见下表：通过上表可以看出有限元计算结果和实物模型的X、Y方向第一节频率十分接近。频率方向频率方向有限元计算结果有限元计算结果实测结果实测结果只有模型X方向3.253.20Y方向13.6813.30加有配重X方向2.7952.76Y方向10.59110.32增加MRX方向3.463.32Y方向13.86_49ppt课件工况编号工况编号测试方向测试方向数据类型数据类型无无MR位移响应位移响应均方差均方差(mm)通电情况减振通电情况减振幅度幅度(%)通电与不通电与不通电减振幅通电减振幅度度(%)R01x实测0.398235.732.58数值模拟0.478140.1742.23y实测0
48、.077235.032.16R02x实测0.125237.834.61数值模拟0.179337.4239.81y实测0.065843.834.53I01x实测0.263929.836.96数值模拟0.438436.2250.25y实测0.045027.640.04I02x实测0.041322.239.39y实测0.132019.148.49数值模拟0.202334.0133.75I03x实测0.087721.327.68数值模拟0.132926.2830.99y实测0.066216.930.49数值模拟0.104026.0933.80I04x实测0.107426.846.35数值模拟0.208
49、733.9239.81y实测0.030928.148.16I05x实测0.069834.625.15数值模拟0.102432.1038.13y实测0.056629.717.3450ppt课件工况编号工况编号测试方向测试方向数据类型数据类型无无MR速度响应速度响应均方差均方差(m/s)通电情况减振通电情况减振幅度幅度(%)通电与不通电与不通电减振幅通电减振幅度度(%)R01x实测0.002927.624.15数值模拟0.004738.3139.58y实测9.67E-0428.125.2R02x实测0.003526.718.13数值模拟0.003534.2939.47y实测0.001128.79.
50、4I01x实测0.001722.428.28数值模拟0.002236.3648.15y实测6.03E-0422.133.7I02x实测6.95E-0425.928.78y实测8.12E-0428.442.8数值模拟1.25E-0432.7138.87I03x实测5.56E-0425.635.85数值模拟7.61E-0430.3135.35y实测4.07E-0427.741.21数值模拟3.54E-0420.0028.39I04x实测0.001229.137.43数值模拟0.002630.7737.93y实测5.31E-0422.625.3I05x实测8.23E-0430.944.51数值模拟0
