基于事件触发的海洋平台采样控制方法研究

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导管架海洋平台在海洋资源勘探和利用中发挥着不可或缺的作用.由于处于恶劣的海洋环境中,平台结构不可避免地受到外部载荷的影响,这些载荷通常会导致海洋平台发生非线性响应.为了减少平台结构振动和确保其可靠性,主动控制方法得到大量研究.特别地,采样控制方法也用于解决海洋平台的减振控制问题.为了解决传统采样控制系统中网络资源的浪费,引入事件触发机制是一种有效的方案之一.本文主要研究海洋平台基于事件触发的采样控制方法.具体内容如下:第一,研究了海洋平台的基于事件触发的鲁棒弹性控制方法.针对一类具有主动调谐质量阻尼结构的海洋平台系统,首先,提出了基于事件的数据包处理器(DPP)来调节在每个传感器上采样数据包的传输.因数据包传输仅发生在事件触发条件时刻,因而明显减少了不必要的数据包传输进而节省了宝贵的通信资源.其次,借助时滞系统方法,得到了海洋平台闭环系统模型,该系统模型考虑了网络诱导时滞,海洋平台非线性、参数不确定性以及控制律增益摄动.第三,基于Lyapunov-Krasovskii泛函方法,推导得出海洋平台系统的弹性事件触发控制器存在的充分条件.最后,仿真结果验证了方法的有效性.第二,研究了具有主动质量阻尼结构海洋平台的网络化建模和事件触发H_∞控制问题.首先,建立受外部不规则波浪力作用下海洋平台的网络化模型.其次,引入事件触发机制使得在控制任务实施期间,只有需要传输的采样数据包可以通过通信网络.然后,基于Lyapunov-Krasovskii泛函方法研究了海洋平台基于事件触发H_∞控制问题,给出了控制器的设计方法.最后,仿真实验结果表明,网络化控制器可以保证海洋平台规定的性能,同时能够有效节省通信资源。
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