|
|
本帖最后由 asnt2012 于 2020-8-3 21:58 编辑
Active Control of Offshore Steel Jacket Platforms - Springer 2019
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Passive Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.1 Hysteretic and/or Viscoelastic Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.2 Damping Isolation Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.3 Dynamic Vibration Absorbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Semi-active Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3 Active Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.1 Optimal Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.2 Robust Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.3 Sliding Mode Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.4 Delayed Feedback Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.5 Network-Based Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4 Book Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2 Dynamic Models of Offshore Platforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1 Model of an Offshore Platform with AMD Mechanisms . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 Model of an Offshore Platform with Active TMD Mechanisms. . . . . . 22
2.3 Some Related Mathematical Lemmas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3 Optimal Tracking Control with Feedforward Compensation. . . . . . . . . . . 33
3.1 System and Problem Descriptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2 Design of Optimal Tracking Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3 Simulation Results and Discussions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3.1 Performance of System with Optimal Tracking Controller . . . 39
3.3.2 Comparison of Optimal Controller and Tracking
Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.5 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4 Integral Sliding Mode H∞ Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.1 Problem Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.2 Sliding Surface Design and Stability Analysis of Sliding Motion . . . . 50
4.3 Design of the Sliding Mode H∞ Control Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.4 Design of the Robust Sliding Mode H∞ Control Law . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.5 Simulation Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.5.1 System Parameters of an Offshore Platform. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.5.2 Performance of the Nominal System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.5.3 Performance of the Uncertain System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.7 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
5 Delayed Integral Sliding Mode Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5.1 Design of Delayed Robust Sliding Mode Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5.1.1 Integral Sliding Surface Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
5.1.2 Design of a Robust Delayed Sliding Mode Controller . . . . . . . . 75
5.1.3 Design of a Delayed Sliding Mode Controller . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5.2 A Computational Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5.3 Simulation Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.3.1 Simulation Results for the Nominal System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5.3.2 Simulation Results for the Uncertain System . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.5 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
6 Delayed Robust Non-fragile H∞ Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.1 Problem Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
6.2 Design of a Delayed Robust Non-fragile H∞ Controller . . . . . . . . . . . . . 92
6.3 Simulation Results and Discussions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
6.3.1 Performance of the Nominal System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
6.3.2 Performance of the Uncertain System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.3.3 Comparison of Several Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6.5 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
7 Delayed Dynamic Output Feedback Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
7.1 Dynamic Output Feedback Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
7.2 Design of a Delayed Dynamic Output Feedback Controller . . . . . . . . . . 115
7.2.1 Delayed Dynamic Output Feedback Controller Design . . . . . . 116
7.2.2 A Computational Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
7.2.3 Simulation Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
7.3 Comparison Between Different Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
7.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
7.5 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
8 Network-Based Modeling and Active Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8.1 Problem Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8.2 Stability Analysis and Network-Based Controller Design . . . . . . . . . . . . 134
8.3 Simulation Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
8.3.1 Performance of System with Network-Based Controllers . . . . 140
8.3.2 Comparison of Controllers With and Without Network
Setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
8.3.3 Effect Analysis of Network-Induced Delays . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
8.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
8.5 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
9 Event-Triggered H∞ Reliable Control in Network Environments . . . . 155
9.1 Problem Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
9.2 Design of an Event-Triggered H∞ Reliable Controller . . . . . . . . . . . . . . . 159
9.3 Simulation Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
9.3.1 Event-Triggered H∞ Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
9.3.2 Event-Triggered H∞ Reliable Control: Constant Delays . . . . . 174
9.3.3 Event-Triggered H∞ Reliable Control: Time-Varying
Delays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
9.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
9.5 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
|
评分1
-
查看全部评分
|
|