[实用新型]能源供应型海洋平台转动惯量驱动控制系统

说明书

本实用新型涉及系统中振动的抑制领域，具体而言，涉及一种能源供应型海洋平台转动惯量驱动控制系统，一种能源供应型海洋平台转动惯量驱动控制系统，其包括环形固定板、主动控制模块、风力发电模块以及太阳能发电模块；本实用新型可以根据实时监测海洋平台结构运动状态，在有需要时主动控制模块产生作用力，作用在结构上控制力矩，实现振动控制的目的，在结构正常工作时，本实用新型可以作为能源供应装置，通过风力和太阳能发电储存，供有需要时的控制装置使用和海洋平台其他用电设备的使用。

技术领域

本实用新型涉及系统中振动的抑制领域，具体而言，涉及一种能源供应型海洋平台转动惯量驱动控制系统。

背景技术

随着我国实施“海洋强国”战略，大型海洋装备如海洋平台、重型船舶等数量不断增多，海洋平台结构技术也发展迅速。海洋平台是为钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物，其安全稳定性是最重要的一项设计指标。此外，海洋平台在使用过程中往往会由于外部荷载的作用产生振动，严重的产生摇摆，甚至破坏。为了解决由结构物振动引起的各种问题，振动控制技术应运而生。结构振动控制技术主要分为以下四个方面：主动控制、被动控制、半主动控制以及混合控制。对于各种工程结构，恰当地安装振动控制装置能够有效地减轻结构的动力响应，减轻结构的破坏或者疲劳损伤。

然而，结构的运动通常由平动以及扭转摆动组合而成。研究表明由于平动调谐质量阻尼器、主动质量阻尼器/主动扭矩输出装置(英文名Active Mass Damper/Driver，AMD)控制装置在扭转摆动中需要提供向心力而大大减弱控制效果甚至完全失去作用，对回转摆振控制几乎无效。然而具有回转摆振运动特性的结构运动形式极为常见，如：海洋平台在海浪、风、冰等耦合作用下的扭转摆振等；悬吊结构的摆动；不规则建筑在风荷载作用下的扭转摆振；宇宙飞船、空间结构在运行过程中，由于自身姿势调整以及太阳能帆板打开引起的扭转摆振运动；高速铁路机车，由于微小激励引起的车身的扭转摆振运动等。因此需要一种特殊的控制装置，使其可以自动克服(或摆脱)重力场对控制装置自身的影响(离心力作用)，或者使控制装置自身的工作/运动规律与重力场解耦，系统自振不受重力影响，从而发挥控制装置有效控制作用。

目前，最为常见的海洋平台振动控制技术是隔震技术，即在海洋平台结构中合理设计隔震层，从而减小海洋平台上部结构的响应。但是隔震技术控制效果有限，尤其是针对回转摆振的运动形式控制效果不明显。其次是利用液体调频阻尼器等等措施，但依然存在控制效果不明显、针对回转摆振运动形式失效、安装设计复杂等诸多问题。另外，主动控制装置在现有技术中可以发挥出更好的控制效果，但是在海洋平台这种复杂的环境中，能源供应是致命的问题，导致常见的主动控制装置无法在海洋平台结构中使用。

总之，现有的海洋平台结构振动控制装置具有不可或缺的作用，但是主要表现出以下几方面的不足：第一，现有的海洋平台隔震技术控制效果有限，且设计复杂；第二，传统的TMD、TLD、AMD等控制装置只能控制海洋平台结构的平动运动而对回转摆振控制几乎无效；第三，被动转动惯量调谐阻尼器对回转摆振运动控制有效，但是其需要针对结构自身进行复杂的调频，对某些复杂结构控制效率较低，效果不佳，存在鲁棒性低，可控性低，适用范围小等缺点；第四，传统的主动控制装置虽然可以控制回转摆振，但是控制效率极低，无法满足使用要求，并且主动控制装置在海洋平台这种复杂的工作环境中无法保证能源供应，本实用新型就是在这样的背景下产生的。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种能源供应型海洋平台转动惯量驱动控制系统，以解决现有技术中传统的TMD/TLD/AMD对回转摆振运动控制效率低、效果较差甚至失效；被动调谐转动惯量阻尼器控制适用鲁棒性低、调频技术复杂、适用范围小；传统的主动控制装置，能源供应无法保证的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

一种能源供应型海洋平台转动惯量驱动控制系统，其包括环形固定板、主动控制模块、风力发电模块以及太阳能发电模块；