23428

پيش‌بيني و تخمين نيروهاي متمركز متحرك در سيستم‌هاي ارتعاشي پيوسته با استفاده از فيلتر كالمن مكعبي

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا - سازه هاي هوايي

1400

1400/01/30

كامران دانشجو

مجيد بختياري

مهندسي مكانيك

در بسياري از كاربردهاي مهندسي شناخت مشخصه‌هاي سيستم و دانستن مقدار نيروي واردشده بر سيستم مكانيكي نقش مهمي در نظارت بر سلامت سيستم دارد. در عمل، اندازه‌گيري نيروهاي اعمال‌شده و پارامترهاي سيستم بسيار دشوار است اما مي‌توان به كمك فيلتر كالمن مكعبي آن‌ها را تخمين زد. الگوريتم تخمين نيرو از سه قسمت تشكيل‌شده است. در مرحله اول، مدل فضاي حالت سيستم ديناميكي ايجاد مي‌شود. در مرحله دوم، با استفاده از اندازه‌گيري تعداد محدودي از جابجايي‌ها و به كمك فيلتر كالمن مكعبي جابجايي كل سازه پيش‌بيني مي‌شود. سرانجام، با استفاده الگوريتم حداقل مربعات بازگشتي نيرو تخمين زده مي‌شود. در اين پايان‌نامه، به‌منظور بررسي تخمين نيروي متحرك، تير اويلر-برنولي با تكيه‌گاه ساده تحت نيروي متحرك و همچنين تير اويلر-برنولي بر روي بستر ويسكوالاستيك تحت يك نيروي متحرك، موردمطالعه قرارگرفته است. در بررسي سيستم ديناميكي تير، از داده‌هاي شبيه‌سازي‌شده در انسيس به‌عنوان داده‌هاي سنسور براي اندازه‌گيري جابجايي‌ها استفاده‌شده است. نتايج به‌دست‌آمده با الگوريتم‌هاي تخمين ديگر مانند فيلتر كالمن بي‌بو مقايسه خواهد شد. نتايج نشان مي‌دهد كه اين روش باوجود پيچيدگي‌هاي موجود در تخمين نيروي ورودي بسيار كارآمد و قدرتمند است.

1400/02/10

Prediction and Estimation of Moving Concentrated Forces in Continuous Vibration Systems by Using Cubature Kalman Filter

1/1/1900 12:00:00 AM

In many engineering applications, knowing the characteristics of the system and knowing the amount of force applied to the mechanical system plays an important role in monitoring the health of the system. In practice, it is very difficult to measure the applied forces and the system parameters, but they can be estimated using the Cubature Kalman filter. The force estimation algorithm consists of three parts. In the first step, the dynamic system state-space model is created. In the second stage, by measuring a limited number of displacements and Cubature Kalman filter, the displacement of the structure is predicted. Finally, by using the recursive least squares algorithm is estimated force. In this study, to investigate moving force estimation, the Euler-Bernoulli beam with simply support under moving force, and also Euler-Bernoulli beam on viscoelastic foundation under a moving force have been studied. In the study of the dynamic system of the beam, the simulated data in Ansys have been used as sensor data to measure the displacements. The results will be compared with other estimation algorithms such as the Unscented Kalman filter. The results show that this method is very efficient and powerful despite the complexities in estimating the input force.

تخمين نيروي متحرك , تير اويلر-برنولي , بستر ويسكوالاستيك , فيلتر كالمن مكعبي , حداقل مربعات بازگشتي

Moving Force Estimation , Euler-Bernoulli Beam , Viscoelastic foundation , Cubature Kalman filter , Recursive Least Squares