A Numerical and Experimental Evaluation of ERA and ERA/OKID for Mechanical Systems Identification / AvaliaÃÃo numÃrica e experimental dos mÃtodos ERA e ERA/OKID para a identificaÃÃo de sistemas mecÃnicos

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Este trabalho apresenta dois algoritmos de identificaÃÃo de sistemas lineares em espaÃo de estados, quais sejam: o ERA (Eigensystem Realization Algorithm), desenvolvido por Juang e Pappa (1985), e o ERA/OKID (Observer/Kalman Filter Identification), por Phan et al. (1992). Ambos foram concebidos no ambiente da Engenharia Aeroespacial, onde se fazia imprescindÃvel o surgimento de uma ferramenta confiÃvel para identificaÃÃo das complexas estruturas e dos sistemas inerentes. O primeiro requer que o sistema seja submetido a uma entrada impulsiva e que a saÃda (ParÃmetros de Markov) decorrente seja organizada numa matriz conhecida como matriz de Hankel. Esta matriz à entÃo decomposta em valores singulares, o que permite, com o auxÃlio dos conceitos de controlabilidade e observabilidade, uma manipulaÃÃo matemÃtica conveniente que fornece a realizaÃÃo desejada, ou seja, o sistema em espaÃo de estados. O segundo foi concebido para sistemas pouco amortecidos e, por isso, incorpora, matematicamente, um observador de estado para que seja acrescido um amortecimento virtual no sinal. Este recurso permite uma compressÃo dos dados e, por conseguinte, menor esforÃo computacional. Assim sendo, o OKID fornece, a partir de qualquer tipo de entrada, os parÃmetros de Markov do observador e do sistema, onde estes Ãltimos âalimentarÃoâ o ERA. A motivaÃÃo do trabalho à a de auxiliar a Engenharia de Controle na identificaÃÃo, em espaÃo de estados, de sistemas complexos, cuja modelagem analÃtica à dificultada por razÃes diversas, alÃm de auxiliar a simulaÃÃo destes. Para tanto, o trabalho apresenta a Teoria de RealizaÃÃo de Sistemas, os algoritmos ERA e ERA/OKID, onde, a partir destes preceitos, foi feita uma avaliaÃÃo numÃrica de um sistema mecÃnico com 2 GDLâs usando o ERA e uma avaliaÃÃo experimental de um duto acÃstico empregando o ERA/OKID. A dissertaÃÃo concluiu que, para os casos estudados, as tÃcnicas apresentadas sÃo eficientes, constituindo, assim, poderosas ferramentas de identificaÃÃo, e aponta, ainda, alguns desdobramentos futuros da pesquisa ora realizada.

ASSUNTO(S)

okid control estimativa de parÃmetro controle sistemas lineares linear systems modelos matemÃticos identificaÃÃo de sistemas era system identification engenharia mecanica

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