基于时滞积极作用的海洋平台系统建模及智能减振方法研究

Based on the idea that time-delay is campable of improving the performance of oscillatory systems, the positive effectcs of time-delay and the time-delay-based intelligent control methods for offshore platform damping control systems will be considered.Firstly, for a simplified model of the offshore platform system, the mechanisms and conditions of positive effects of time-delays on the systems, the design approaches and the algorithms of the intelligent controllers will be investigated. Then, taking account of the system uncertainties, strong coupling, system delayes and complicated external disturbances, the methods of intelligent identification of the offshore platform systems and the design of intelligent controllers based on the postive effects of time-delay will be considered. Thirdly, for the networked offshore platform active control systems, the active control schemes and controller design methods will be developed via the positive effects of network-induced delay. The obtained theoretical results will be applied to the numerical simulations and experimental researches for the real offshore platforms. Based on the above systematic reaseraches, the prospects of series of theoretical results and high quality research papers will be obtained; It is signicance that the research should help to develop active damping control schemes and technologies realization, and could further enrich and expend the research of application fields of time-delay sytems.

根据时滞可以改善振荡系统性能的思想，研究基于时滞积极作用（能减少平台振动幅值，或减少控制能量）的海洋平台系统建模及智能减振控制方法，分析引入时滞对海洋平台减振系统性能的影响。主要研究内容包括：（1）针对海洋平台振动系统的简化模型，研究时滞对海洋平台振动系统性能具有积极作用的机理、条件及智能控制器的设计方法；（2）结合海洋平台系统的不确定性、强耦合特性、系统时滞及复杂外部扰动等因素，研究基于时滞积极作用的海洋平台结构振动减振方法及智能控制器的设计和算法实现问题；（3）研究基于网络诱导时滞积极作用的海洋平台网络控制系统的减振控制策略和控制器实现问题。将得到的理论成果用于实际海洋平台控制系统的数值仿真和实验研究。该项目研究将得到系列理论成果，并发表系列研究论文，在海洋平台主动减振系统的技术创新以及海洋资源的开发和利用等方面具有潜在的应用价值；对丰富和拓展时滞系统的应用领域具有重要意义。

海洋平台是海上油气资源开发、利用的基础性设施。由于长期处于恶劣的海洋环境，海洋平台不可避免地受到海浪、风、地震各种外部载荷的作用。这些载荷会不可避免地引起平台的振动，为确保海洋平台的安全性和可靠性，海洋平台系统的建模和主动减振控制问题一直是人们关注的重点课题之一。该项目根据时滞可以改善振荡系统性能的思想，研究了基于时滞积极作用的海洋平台系统建模及智能减振控制方法，分析了人为引入的时滞对海洋平台减振系统性能的影响。主要研究内容包括：（1）基于时滞积极作用的海洋平台主动减振滑模控制方法和H∞鲁棒控制方法；（2）基于网络诱导时滞积极作用的海洋平台网络化控制系统建模及其控制方法；（3）海洋平台系统的非线性建模及智能时滞减振控制方法等；该项目构建了海洋平台系统更一般化的复杂动态模型，提出了基于时滞反馈的滑模控制器和H∞控制器的存在条件和设计方法，给出了基于网络化控制的海洋平台动态模型及其事件触发的网络化可靠控制方法等。特别地，研究表明，通过在控制通道人为地引入适当大小的时滞，可以有效地减小海洋平台的振动幅值和/或显著减小所需要的控制能量。该项目研究得到了系列理论成果，并发表了25篇研究论文，其中SCI检索10篇，EI检索13篇。该项目的研究丰富了海洋平台的主动控制理论和方法，对于海洋平台主动减振系统的技术创新以及海洋资源的开发和利用等具有潜在的应用价值，对丰富和拓展时滞系统的应用领域具有重要意义。同时，基于该项目，培养了8名硕士研究生。