1、海洋平臺是海上油氣開發(fā)的主要設施，其健康狀況與石油開采和工作人員的安全生產作業(yè)密切相關。海洋平臺是大型振動結構，通過水池模型試驗來研究其結構會受到縮尺效應的影響，仿真的外部激勵也不能完全模擬海洋環(huán)境荷載，這些為結構的設計和分析帶來很大困難。因此，海洋平臺原型測量對相關的研究具有重要意義。
　　本文對浮式生產儲油卸油裝置(FPSO)單點系泊系統(tǒng)的原型測量進行了研究，獲得了系泊系統(tǒng)的原型測量數據。為了保證FPSO的安全生產作業(yè)，需要通

2、過單點系泊系統(tǒng)限制FPSO的運動范圍，但是長期使用會給系泊造成一定勞損。因此，需要通過監(jiān)測數據分析系泊的健康狀況，其目標之一是對系泊進行損傷識別，而準確地識別出模態(tài)參數是結構損傷識別的關鍵。
　　FPSO長期處在復雜的環(huán)境激勵下，系泊運動具有明顯的非平穩(wěn)特征。響應中的非平穩(wěn)成分使隨機減量偏離指數衰減信號，且系泊響應的模態(tài)分布密集，用已有方法識別出的模態(tài)相互耦合。針對以上問題，提出一種基于平穩(wěn)化濾波器—獨立分量分析(filter-I

3、CA)的模態(tài)識別方法。在ICA的預處理中引入滑動平均平穩(wěn)化濾波器，消除了非平穩(wěn)成分對模態(tài)參數識別的影響。在多自由度仿真系統(tǒng)的模態(tài)識別中，識別結果與理論值吻合。用該方法分析了FPSO單點系泊系統(tǒng)的原型測量數據，與已有方法的識別結果相比，模態(tài)分布明顯，與模態(tài)振型對應的系泊運動軌跡表現出單一運動形式。
　　在對結構的長期監(jiān)測中，阻尼從能量損耗的角度反映了結構的特征，其變化可以在一定程度上反映結構的損傷情況。但是基于監(jiān)測數據對結構的識別中

4、，特別是對具有非平穩(wěn)響應的動力系統(tǒng)來說，阻尼比的識別精度不高。因此，本文提出一種基于時頻ICA的結構阻尼比識別方法，減小阻尼比對模態(tài)識別準確度的影響，在仿真實驗中驗證了該方法的有效性。通過原型測量數據的分析，識別了FPSO單點系泊系統(tǒng)的阻尼比。將相同頻率段的阻尼比識別結果進行比較，驗證了該方法的穩(wěn)定性更好。
　　以上研究從時不變系統(tǒng)角度對系泊進行了模態(tài)分析，但船體發(fā)生縱蕩運動時，系泊系統(tǒng)的軟剛臂伸展長度會變化，此時可將系泊看作時變