Real time estimation of modal parameters of non-stationary systems using adaptive wavelet filtering and recursive least square algorithm

• Autorzy: Klepka A.

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja parametrów modalnych układów niestacjonarnych z wykorzystaniem adaptacyjnego filtru falkowego oraz rekursywnyego algorytmu najmniejszych kwadratów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a method of modal parameter estimation based on RLS (Recursive Least Square) algorithm, and wavelet filtering. The wavelet filtering gives possibility to decoupling frequency components of signal response of structure. This operation can also reduce the order of the signal model estimated by RLS algorithm. An additional advantage of this method is the possibility of adapting the wavelet filter parameters to the changing parameters of the system. Reduced model order significantly reduces the time of estimation of modal parameters, which enables the real – time implementation of the method. Due to recursively updated covariance matrix of model parameters, the confidence intervals of modal parameters can be also estimated. All routines have been implemented and tested in MATLAB®. The method have been tested on simulated data delivered by an AIRBUS team and on the test bed with a variable stiffness.

PL

Artykuł prezentuje metodę estymacji parametrów modalnych bazująca na algorytmie RLS (RLS (Recursive Least Square) oraz filtracji falkowej. Filtracja falkowa daje możliwość separacji składników częstotliwościowych sygnału. Ta operacja redukuje rząd modelu estymowanego przez algorytm RLS. Dodatkowa zaletą algorytmu jest możliwość adaptacji parametrów filtru falkowego do zmieniających się parametrów układu. Redukcja modelu znacznie skraca czas estymacji parametrów modalnych. Umożliwia to implementację algorytmu w czasie rzeczywistym. Dzięki rekursywnemu uaktualnianiu macierzy kowariancji parametrów modelu estymowane są również przedziały ufności otrzymanych wyników. Wszystkie procedury zostały zaimplementowane w środowisku MATLAB. Metodę przetestowano dla danych symulacyjnych (model samolotu dostarczony przez firmę AIRBUS), oraz dla układu ze zmienna sztywnością.

Słowa kluczowe

EN

wavelet transform; recursive identification; non-stationary systems

PL

transformata falkowa; rekursywne metody identyfikacji; układy niestacjonarne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 16, No. 1
• Strony: 3--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Klepka A.

• AGH University of Science and Technology, Department of Robotics and Mechatronics Krakow, Poland, Mickiewicza Av, 30 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1]. Kehoe, M.W. A historical Preview of flight flutter testing, AGARD Conference Proceedings 566, 1995 Advanced Aeroservoelastic Testing and Data Analysis,: 1–15.
• [2]. Brenner M.J., R.C. Lind and D.F. Voracek. Overview of recent flight flutter testing research at NASA Dryden. 1997 NASA TM/4792.
• [3]. Reed, I.E. Garrick and W.H. Historical development of aircraft flutter. Journal of Aircraft, 1981: 897-912.
• [4]. Cooper, A.A. Abbasi and J.E. Current Status and Challenges for Flight Flutter Testing, Proceedings of ISMA 2006 Conference,: 1523-1546.
• [5]. Brenner, M. J. Non-stationary dynamics data analysis with wavelet-SVD filtering, Mechanical Systems and Signal Processing, 2003: 765–786.
• [6]. Klepka A. Uhl T, Vacher P. On-line flight flutter margin detection-algorithm and case study. Structural health monitoring: proceedings of the fourth European workshop, 2008: 1249–1256.
• [7]. Verboven P., B. Cauberghe, P. Guillaume, S. Vanlanduit, E. Parloo. Modal parameter estimation and monitoring for on-line flight flutter analysis. 2004 Mechanical Systems and Signal Processing: 587–610.
• [8]. Uhl T, Klepka A. Application of wavelet transform for identification of modal parameters of nonstationary systems, Journal of theoretical and applied mechanics, 2005: 277 – 296.
• [9]. Uhl T., Klepka A. The use of wavelet transform for in-flight modal analysis. XII International Conference on Noise and Vibration Engineering 2006.
• [10]. Andersen P., Brincker R., Goursat M., Mevel L., 2007. Automated Modal Parameter Estimation For Operational Modal Analysis of Large Systems, Proceedings of the 2nd International Operational Modal Analysis Conference (IOMAC),.
• [11]. Andersen, P. Identification of Civil Engineering Structures using Vector ARMA Models. Aalborg University1997.
• [12]. Uhl T., Petko M. , Karpie Gl, Klepka A. Real time estimation of modal parameters and their quality assessment. Shock and Vibration, 2008: 299–306.