[pt] Os objetivos deste trabalho são três: O primeiro é fazer
uma revisão sucinta da teoria de sistemas lineares e de
estimação de parâmetros que é usada nos problemas de
estruturas mecânicas; o segundo consiste no estudo do
algoritmo ERA (Eigensystem Realization Algorithm) que
fornece uma realização mínima, usando os sinais de entrada
(forças, momentos, impulsos) e saída (acelerações); e o
terceiro objetivo é desenvolver algumas aplicações tanto
numéricas quanto experimentais. Assim, é realizado um
estudo dos sistemas dinâmicos determinísticos e
estocásticos para fornecer alguns conhecimentos básicos. Da
mesma forma, são apresentados características e
propriedades dos estimadores Bayesianos,de máxima
verossimilhança e de quadrados mínimos. Com esta base, o
algoritmo ERA e o algoritmo alternativo chamado ERA/OKID
(Observer Kalman Filter Identication) são descritos. Como o
uso de um observador faz com que o problema tenha uma
estrutura estatística, o que permite ao estimador trabalhar
com ruído, foi estudado o comportamento de ERA e ERA/OKID
aplicados numa treliça bidimensional afetada por diferentes
níveis de ruído. A última parte deste trabalho corresponde
as aplicações, que estão divididas em parte experimental e
parte numérica: Na parte experimental, foram gerados dois
conjuntos de dados a partir de dois experimentos. Em cada
um deles, uma treliça tridimensional foi excitada por uma
força randômica e foram medidas as acelerações em dois
pontos da estrutura. Com um dos conjuntos de dados,
identificou-se um modelo de espaço de estado de ordem
mínima, usando ERA e ERA/OKID. Compararam-se os sinais de
saída gerados pelo modelo identificado e pela estrutura
real para cada um dos sinais de entrada. A idéia é obter um
modelo de espaço de estado de ordem mínima sem ter que
fazer uma modelagem matemática previa.
Na parte numérica é feita uma aplicação do algoritmo
RSS (Remote Sensor System) usando um sistema de massas,
molas e amortecedores. Este algoritmo, proposto em [42] é
famoso porque foi usado para identificar se ocorria algum
dano na estação espacial MIR depois de cada processo de
acoplamento. No processo de identicação do algoritmo RSS,
foram usados ERA e ERA/OKID. / [en] The aims of this work are three: First, to make a brief
review of linear system and estimation theory used in
mechanical structure problems. Second, to study an algorithm
called ERA (Eigensystem Realization Algorithm) that
provides a minimal realization using the input (forces,
moments, impulses) and output signals (accelerations).
Third, to develop some numerical and experimental
applications. To achieve these goals, a study of
deterministic and stochastic linear systems is performed in
order to provide some basic insights. In the same way,
characteristics and properties of the Bayesian, maximum
likelihood and least square estimators are presented. With
this background, the original ERA and an alternative
algorithm called ERA/OKID (Observer Kalman Filter
Identification) are described. Since the use of an observer
gives a system a statistical framework that allows the
estimators to deal with noise, the behavior of ERA and
ERA/OKID when applied to a bidimensional truss a®ected by
di®erent levels of noise is studied . The last part of this
work is concerned with the applications. That consist of an
experimental and a numerical part: In the first part, two
sets of data are generated by performing two experiments.
In each one, a tridimensional truss was excited by a
randomic force and the accelerations of two points of the
structure were measured. With one set of data, it is
found a state space model of minimal order using ERA and
ERA/OKID. Comparisons are made between the output signals
generated by the identified model and the real truss for
each input signal. The goal is to achieve a state space
model of minimal order without performing any mathematical
model process. In the second part, it is performed an
application of the RSS (Remote Sensor System) algorithm
using a damped mass-spring system. This algorithm, proposed
in [42] is famous because it was used to identify whether
the MIR space station was damaged after a docking process.
In the identification stage of the RSS algorithm, ERA and
ERA/OKID is used. / [es] Los objetivos de este trabajo son tres: El primero es hacer
una revisión sucinta de la teoría de sistemas lineales y de
estimación de parámetros que se utiliza en los problemas de
extructuras mecánicas; el segundo consiste en el estudio
del algoritmo ERA (Eigensysten Realization Algorithm) que
obtiene una realización mínima, usando señales de entrada
(fuerzas, momentos, impulsos) y salida (aceleraciones); y
el tercer objetivo es dearrollar algunas aplicaciones tanto
numéricas como experimentales.
Se realiza un estudio de los sistemas dinámicos
determinísticos y estocásticos para discutir algunos
conocimentos básicos. De la misma forma, son presentados
características y propriedades de los estimadores
Bayesianos,de máxima verosimilitud y de mínimos cuadrados.
Con esta base, se describen los algoritmos ERA y el
algoritmo alternativo llamado ERA/OKID (Observer Kalman
Filter Identication). Como el uso de un observador hace con
que el problema tenga una extructura estadística, que
permite al estimador trabajar con ruido, se estudio el
comportamento de ERA y ERA/OKID aplicados en una celosía
bidimensional afectada por diferentes nívelesde ruido. La
última parte de este trabajo corresponde a las
aplicaciones, que están divididas en parte experimental y
parte numérica: En la parte experimental, fueron generados
dos conjuntos de datos a partir de dos experimentos. En
cada un deles, se aplicó una fuerza randómica a una celosía
tridimensional y posteriormente se midieron las
aceleraciones en dos puntos de la extructura. Con uno de
los conjuntos de datos, se identificó un modelo de espacio
de estado de orden mínima, usando ERA y ERA/OKID. Se
compararon los señales de salida generados por el modelo
identificado y por la extructura real para cada uno de los
señales de entrada. La idea es obtener un modelo de espacio
de estado de orden mínima sin tener que hacer una modelaje
matemática previa. En la parte numérica se aplica el
algoritmo RS (Remote Sensor System) usando un sistema de
masas, molas y amortecedores. Este algoritmo, proposto en
[42] es famoso porque fue utilizado para identificar si
ocurría algun daño en la estación espacial MIR después de
cada proceso de acoplamiento. En el proceso de identicación
del algoritmo RS, fueron usados ERA y ERA/OKID.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:1904 |
| Date | 30 August 2001 |
| Creators | JAMES WILSON ALIAGA SALAZAR |
| Contributors | RUBENS SAMPAIO FILHO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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