自适应准内模控制方法及在海洋结构物减振控制中的应用

In many practical systems, input signals are not all known of the system,but some input information features are known, for example, wave spectrum of wave disturbance force on the offshore platform is known. This project studies how to make full use of the known input feature information, to seek the effective control method for networked, time-delay and nonlinear systems. Research contents include: Using priori knowledges of input, we present a new approach named adaptive quasi-internal model principle. The controller design process is divided into two steps: adaptive quasi-internal model compensator design and optimal stabilization controller design. The adaptive quasi-internal model compensator ensures control precision of the closed-loop system and optimal stabilization controller guarantees stability and ooptimal performance indexes of the closed-loop system. Moreover, we study construction approach of adaptive quasi-internal model compensator, constraints of controlled plants to the adaptive quasi-internal model compensator, and effects of quasi-internal model compensator to structure characteristics of systems. In order to make the adaptive quasi-internal model principle for optimal vibration control for offshore platforms,we focus on the optimal control problems based on adaptive quasi-internal modle control approach for the system with periodic disturbances and disturbances acted on the finite frequency band. To provide a practical control method for robust damping systems on offshore platforms, we will give design approach of adaptive quasi-internal model compensator and optimal robust damping control strategies at the time domain and frequency domain respectively.

在许多实际系统中，系统输入信息不完全已知，但部分输入的特征信息是已知的，如海洋平台的海浪干扰力的海浪谱是已知的。本项目旨在研究如何充分利用已知的系统输入特征信息，在网络化、时滞及非线性系统中寻求新的控制方法。研究内容包括：提出一种命名为自适应准内模控制的研究方法。该方法的控制器设计分为两步：首先根据系统先验的部分输入信息，利用模型简化方法设计自适应准內模补偿器，然后设计最优镇定控制器。准内模补偿器用来保证闭环系统的控制精度，镇定控制器用来保证闭环系统的稳定性和最优的动态性能指标。研究受控对象对自适应准内模控制方法的约束条件及准内模补偿器的构造方法。为了将自适应准内模控制方法用于海洋结构物的减振控制系统，重点研究受周期干扰和受有限频段干扰系统的自适应准内模最优控制问题，给出准内模补偿器及频域与时域最优减振控制策略的设计方法，为海洋平台的最优鲁棒减振系统提供一种实用的控制方法。

在许多实际系统中，系统输入信息不完全已知，但部分输入的特征信息是已知的，如海洋平台的海浪干扰力的海浪谱是已知的。本项目旨在研究如何充分利用已知的系统输入特征信息，在网络化、时滞及非线性系统中寻求新的控制方法。研究内容包括：提出一种命名为自适应准内模控制的研究方法。该方法的控制器设计分为两步：首先根据系统先验的部分输入信息，利用模型简化方法设计自适应准內模补偿器，然后设计最优镇定控制器。准内模补偿器用来保证闭环系统的控制精度，镇定控制器用来保证闭环系统的稳定性和最优的动态性能指标。研究受控对象对自适应准内模控制方法的约束条件及准内模补偿器的构造方法。为了将自适应准内模控制方法用于海洋结构物的减振控制系统，重点研究受周期干扰和受有限频段干扰系统的自适应准内模最优控制问题，给出准内模补偿器及频域与时域最优减振控制策略的设计方法，为海洋平台的最优鲁棒减振系统提供一种实用的控制方法。本项目获得了系列性理论研究成果和控制算法仿真软件，已发表论文32篇，其中SCI收录8篇，EI收录18篇。培养6名博士研究生和1名硕士研究生。