شناسایی پارامترهای دینامیکی سازه برشی با استفاده از توابع Block-Pulse و مدل ARX

شناسایی سیستم با پیشرفت آزمایش های دینامیکی سازه، یکی از روش های مفید جهت پایش سلامتی، اکتشاف خرابی سازه ها و به روز رسانی مدل المان محدود به حساب می آید. شناسایی پارامترهای دینامیکی سازه براساس اطلاعات تحریک و پاسخ سازه صورت می گیرد و شامل تخمین پارامترهای فیزیکی همانند ماتریسهای جرم، سختی، میرایی و یا پارامترهای مودال از جمله فرکانس های طبیعی، نسبت های میرایی و شکل مودهای سازه می شود. توابع (Block-pulse (BP از جمله توابع متعامد هستند که از آنها می توان برای تقریب انواع توابع استفاده کرد. این توابع با توجه به تعاریف صریح و ساده ای که دارند می توانند فرمول بندی ساده ای از مسائل پیچیده ارائه دهند. در این پژوهش معادلات دینامیکی سازه به معادلات فضای حالت تبدیل شده و براساس ضرایب BP ورودی و ضرایب BP پاسخ جابجایی یک تابع انتقال به ازای هر درجه آزادی استخراج شده است. توابع انتقال شامل اطلاعاتی از قبیل مقادیر ویژه سیستم می باشند که معادل سازی آنها با مدل ARX منجر به تخمین مقادیر ویژه سیستم شده و شناسایی پارامترهای دینامیکی سازه براساس این مقادیر ویژه صورت گرفته است. به منظور ارزیابی دقت روش پیشنهادی قاب برشی سه طبقه با پاسخ های مشخص در تمام درجات آزادی و تحت ارتعاش در تراز پایه به عنوان شبیه سازی عددی ارائه شده است. همچنین دقت فرایند شناسایی با اعمال نویز در سطوح مختلف به پاسخ سازه، مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج حاکی از آن هستند که الگوریتم پیشنهادی ضمن کاهش هزینه محاسباتی از دقت مناسبی برخوردار است.

Keywords:

System identification , Block pulse functions , Continuous time state space , Operational matrix , Eigenvalues , شناسایی سیستم , توابع Block-Pulse , فضای حالت پیوسته زمان , ماتریس عملگر , مقادیر ویژه