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参数激励下的FDPSO-TLD立管边界控制
| 论文题名： | 参数激励下的FDPSO-TLD立管边界控制 |
| 关键词： | 油船;立管系统;边界控制;参数激励;波浪荷载 |
| 摘要： | 作为新兴的深海油气开发平台，浮式钻井生产储卸油船(Floating Drilling ProductionStorage and Offloading，FDPSO)由于其集勘探、钻井、生产、储存、外输等多种功能于一体，近年来越来越受到人们的关注。FDPSO在普通FPSO基础上增加了钻井模块，采用干式采油树搭配顶张力立管作为采油系统。在波浪影响下，其船体的升沉运动会对立管轴向产生时变的参数激励，当参激的频率和幅值达到某些区间时，会引起立管横向的参数共振，再加上横向随机波浪荷载的影响，容易造成立管的疲劳损伤甚至是破坏。 本文基于FDPSO-TLD立管系统的特点，将立管简化为Euler-Bernoulli梁，根据Hamilton原理和Morison公式，建立了其在参数激励和随机波浪荷载作用下的动力学方程。以边界控制理论为基础，在立管上端设计了轴向和横向两个闭环控制系统，通过Lyapunov直接法证明了系统的稳定性，确定了边界控制律。本文控制系统采用时域分析，使用有限元法对立管控制系统进行数值仿真，程序采用MATLAB编写，并选取1500m深水立管作为算例，计算了系统在无控状态、仅轴向控制和横向-轴向控制下的三种工况。仿真结果表明，此控制方法能够显著减小立管在参数激励和波浪激励联合作用下的动力响应和疲劳应力。 |
| 作者： | 王昊 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 张文首 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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