【摘要】：在我國渤海海域,浮式生產(chǎn)儲油卸油裝置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)一般有十年以上的船齡,它們的系泊方式以永久式的單點系泊為主。海上的單點系泊系統(tǒng)除了風(fēng)浪流等復(fù)雜環(huán)境荷載外,還承受著來自FPSO船體的作用,特別是連接二者的鉸接點處極易產(chǎn)生人眼不易判別的損傷�；诃h(huán)境荷載的結(jié)構(gòu)特征提取和損傷識別都假設(shè)荷載是平穩(wěn)的寬帶隨機過程,但是,對于海洋浮式平臺來說,這樣的假設(shè)很難滿足;另一方面,非平穩(wěn)的海洋環(huán)境荷載作用在非線性的海洋結(jié)構(gòu)上,在不同時段結(jié)構(gòu)的固有特征是不同的,說明需要對結(jié)構(gòu)進行長期的定點監(jiān)測。針對FPSO軟剛臂單點系泊結(jié)構(gòu)的特點,本文采用重相干函數(shù)進行了特征提取的方法,并利用機器學(xué)習(xí)的方法進行智能參數(shù)分類。利用軟件進行了仿真和模擬,還利用海上現(xiàn)場實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了分析和驗證,從而避免了環(huán)境荷載的假設(shè),主要工作如下:1.利用Matlab/Simulink進行二階非線性系統(tǒng)仿真,得到不同參數(shù)設(shè)置時非線性系統(tǒng)輸入和輸出數(shù)據(jù),利用重相干函數(shù)進行特征提取、利用SVM與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行特征分類。2.利用ADAMS動力學(xué)軟件進行軟剛臂動力學(xué)模擬計算,得到不同結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下的軟剛臂輸入和輸出數(shù)據(jù),利用重相干函數(shù)進行特征提取、利用SVM和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器進行特征分類。3.利用重相干函數(shù)對渤海海域現(xiàn)場監(jiān)測得到的損傷前后軟剛臂單點系泊系統(tǒng)輸入和輸出進行特征提取和特征識別,提取結(jié)構(gòu)輸入和輸出之間的重相干函數(shù)特征,結(jié)果表明基于重相干函數(shù)的方法可以識別到軟剛臂單點系泊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)固有屬性的改變,即可以通過重相干函數(shù)的方法能夠識別到結(jié)構(gòu)發(fā)生了損傷。本文所提出的基于重相干函數(shù)和機器學(xué)習(xí)分類的智能特征提取和損傷識別的方法,避免了環(huán)境荷載的假設(shè),該方法的準(zhǔn)確性在上述三個非線性系統(tǒng)中均得到了驗證,說明當(dāng)非線性系統(tǒng)參數(shù)變化時即結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷時,能夠通過該方法從重相干函數(shù)特征的變化規(guī)律中識別出參數(shù)改變;得到的結(jié)構(gòu)損傷識別結(jié)果準(zhǔn)確率較高,驗證了該方法的在實際工程中的有效性。對軟剛臂單點系泊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)監(jiān)測提供了新方法和新思路,為軟剛臂單點系泊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)這類存在輸入和輸出的多剛體結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測和損傷識別提供一定的理論參考。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U674.38

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本文編號：2633218