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动荷载作用下的海洋平台系统网络化控制方法研究
| 论文题名： | 动荷载作用下的海洋平台系统网络化控制方法研究 |
| 关键词： | 海洋平台;动荷载;网络化控制系统;结构振动控制 |
| 摘要： | 动荷载诱导的振动超标,使得海洋平台该类大型结构物的服役年限急剧缩短.为了减少结构损耗、延长使用寿命和加固工艺安全,平台的结构振动控制问题已成为海洋工程和控制工程领域研究热点之一.得益于网络化控制系统的系列优点,着眼于网络环境下的海洋平台系统减振控制方法研究具有理论价值和现实意义,并已取得一些研究成果,但深入考虑多类荷载下,有复杂网络约束的海洋平台系统网络化控制方法设计,有待进一步研究.本文以导管架平台为研究对象,研究了其在两类动荷载作用下的网络化控制方法.主要研究内容归纳如下: (1)研究了网络攻击下的浪激平台网络安全减振控制问题.首先,针对拒绝服务型网络攻击特性,且考虑浪激平台状态不可测和通信时滞因素,建立了基于状态观测器的平台网络化综合模型.该网络化模型可视为一类时滞切换系统,利用分段式Lyapunov-Krasovskii时滞依赖泛函方法,分析了系统的内部指数稳定性及其H∞性能指标,并提出一套协同设计方法:切换观测器与网络化安全减振控制器协同.此外,设计了匹配的迭代寻优算法,获得了攻击下最大系统衰减率.最后,仿真结果验证了协同设计方法的有效性. (2)研究了基于改进型网络传输策略的平台网络化浪激响应、抗震可靠控制问题.首先,针对波浪、地震荷载的差别动态行为约束平台网络化传输现象,依次分析了适合此现象的混合驱动策略、记忆事件触发策略的传输机理.然后,基于这两类改进型网络传输策略机理,分别建立了适合网络化平台的随机系统模型,并且证明了满足相应H∞性能指标的系统内部均方渐近稳定性.同时,获得了改进型网络传输策略与网络化浪激响应、抗震可靠控制器组的协同设计方法.此外,开发了一种优化算法,得出了平台对地震诱导行为的最大容忍范围.最后,仿真结果表明了与平台传统网络传输策略比较,在保持期望的平台减振性能基础上,执行改进型网络传输策略能进一步改善平台的通信服务水平. |
| 作者： | 曹恩智 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 蔡智辉;张宝琳;王斌锐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国计量大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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