本文是关于在海上钢制外套平台中应用TMD机制的采样数据控制技术的研究。文中首先介绍了研究背景，指出随着海洋工程的快速发展，带有TMD机制的海上钢制外套平台受到了极大的关注。海上平台位于深海环境中，受到风、波浪、流、地震和冰等外部环境载荷的影响。特别是自激波浪力可能会导致海上平台产生较大的振动，甚至不安全的情况。为了减轻振幅，确保平台的安全，进行了大量的研究。例如，在文献[3]中，设计了非线性控制器和鲁棒状态反馈线性控制器，以保证平台的稳定性和性能的提高。文献[4]基于不确定系统的动态模型，提出了一个鲁棒的积分滑模控制器来稳定平台并减少控制力。最近，在文献[5]中，通过建立一个基于网络的动态模型，也进行了相关研究。
针对海洋平台自激波浪力的非线性特性，本文提出了一种基于采样数据的主动控制策略。通过引入人工时间延迟，将相应的闭环系统转换为连续时间系统，并利用李亚普诺夫函数推导出采样数据控制器存在的充分条件。采样数据控制器的求解可以通过解决线性矩阵不等式来获得。通过一个仿真示例，证明了所提出的控制方案的有效性。仿真结果显示，与非线性控制器和积分滑模控制器相比，设计的采样数据控制器在减少平台振幅和控制力需求方面表现更佳。
控制海洋平台振幅的挑战在于波浪的非线性自激特性，这使得经典的控制方法无法直接应用。因此，研究者们引入了TMD机制。TMD（Tuned Mass Damper）是通过在结构上附加一个或多个调谐质量阻尼器来减小结构响应的技术，类似于振动系统中的调谐质量阻尼器。TMD机制可以看作是附加在主结构上的振动控制装置，它能够与主结构产生相互作用，以抑制特定频率的振动。
本文采用了一种创新的控制策略，即在控制系统设计中引入了人工时间延迟。这是因为在采样数据控制系统中，控制器和被控对象之间的信息交换是基于采样的。在实际应用中，由于数字控制器的计算和数据传输延时，系统不可避免地会受到时间延迟的影响。人工时间延迟的引入使得系统建模更加贴近实际，同时对于控制器的设计提出了更高的要求。通过将系统转换为连续时间系统，并应用李亚普诺夫稳定性理论，可以找到合适的控制律，确保闭环系统的稳定性和良好的控制性能。
本文还提出了一个基于线性矩阵不等式的控制器设计方法。这种方法通过解决一组线性矩阵不等式来寻找控制律，既保证了系统稳定性，又提高了控制的可实现性。线性矩阵不等式是控制系统设计中常用的一种数学工具，它能够处理系统的稳定性和性能指标。
在提出的控制方案中，控制力的减少是评估控制性能的一个重要指标。控制力越小，意味着控制器更加高效，消耗的能量更低。因此，对比非线性控制器和积分滑模控制器，采样数据控制器的优越性在于它能够在保证同等振动减缓效果的同时，大幅度降低所需施加的控制力。
关键词中的“Offshore Platform”指的是海上平台，这包括各种用于油气开采和海上作业的结构，它们通常由钢制的框架组成。在文中提到的“Sampled-data Control”中，采样数据控制是指使用数字计算机在离散时间点对模拟系统进行控制的一种方法。在控制工程中，由于实际的控制器都是由计算机实现的，因此通常只能在离散的时间点上采集信号和输出控制信号。这种控制方法在海洋工程、机器人技术、航空航天等多个领域都有广泛的应用。而“Active Control”指的是主动控制，与被动控制不同，主动控制需要外部能量的输入来减少或消除结构响应，而被动控制依赖于结构本身的质量、刚度和阻尼等因素。“Time-delay”在这里指的是一种控制系统中存在的延时现象，通常由于信号的采集、处理和传输需要时间所导致。
结合以上内容，本文针对海上平台所面临的波浪力引起的振动问题，提出了新的控制策略和解决方案，并通过仿真验证了其有效性。随着海洋工程的发展，对于海上平台结构的控制技术也提出了更高的要求，本文的研究为今后海上平台振动控制提供了新的思路和方法。
