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Dissertação

{en_GB=Multi-Harmonic Identification with Swept-Sine Excitation in Nonlinear Dynamics} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O Digital Tracking Filter (DTF) é uma técnica que obtém boas estimações de amplitude e fase de medições de resposta de um sistema e da força aplicada, e consequentemente das Funções de Resposta de Frequência (FRFs) da estrutura, sobre excitação swept-sine. É mais precisa que o harmonic estimator na presença de distúrbios tonais. O objectivo desta dissertação é estender o procedimento do DTF para estruturas não-lineares. De facto, enquanto que a resposta de uma estrutura linear apenas se manifesta à frequência fundamental de excitação w, uma estrutura não-linear também vibra nos múltiplos de w, n*w, chamados harmónicos. A técnica proposta, nomeada Multi-Harmonic Digital Tracking Filter (MHDTF), estima a amplitude e fase dos harmónicos de ordem superior. O procedimento é aplicado a dados de simulação e experimentais e a influência de certos parâmetros do MHDTF é estudada. Os resultados também são comparados com outras técnicas do estado da arte. As capacidades multi-harmónicas do MHDTF abrem a possibilidade do seu uso na área de identificação de sistemas não-lineares. Neste contexto, a metodologia de construção de um modelo multi-harmónico de State-Space é descrita e aplicada para simulações em tempo. O procedimento é aplicado a um modelo simulado de parâmetros discretos e a um setup experimental de uma aeronave demo. A vantagem desta abordagem é o seu uso simples e a possibilidade de obter uma melhor aproximação da resposta com as contribuições multi-harmónicas. A desvantagem encontra-se na linearização e, consequentemente, a precisão apenas se encontra ao nível de excitação usado na identificação. , en=The Digital Tracking Filter (DTF) is a technique to obtain good estimations of the amplitude and phase of the measured system's response and applied force, and hence of the structural Frequency Response Functions (FRFs), under swept-sine excitation. It is normally more accurate than the harmonic estimator in presence of tonal disturbances. The goal of this dissertation is to extend the DTF procedure to nonlinear structures. Indeed, while the response of a linear structure manifests only at the fundamental excitation frequency w, a nonlinear structure vibrates also at integer multiples of w, n*w, called harmonics. The proposed technique, labelled Multi-Harmonic Digital Tracking Filter (MHDTF), estimates the amplitude and phase of these higher-orders harmonics as well. The procedure is first applied to simulated data and after experimental data and the influence of certain MHDTF parameters is studied. The results are also compared with the ones of other state of the art techniques. The multi-harmonic capabilities of the MHDTF open the way to its potential use in the nonlinear system identification area. In this context, the methodology of obtaining a multi-harmonic State-Space model is described and used for time simulations. The procedure is applied to a simulated lumped parameter model and after a demo airplane experimental setup. The advantage of this approach is its simple use and the possibility to better approximate a response with multi-harmonic contributions. The clear drawback lies in the linearisation, hence, its accuracy only at the level of excitation used during the identification.}
Keywords: {pt=Identificação de Sistemas Não-Lineares, Harmónicos de Ordem Superior, Curva Resposta de Frequência Não-linear, Ensaios Dinâmicos, Filtro Digital, Modelo State-space Multi-harmónico, en=Nonlinear System Identification, Higher-order harmonics, Nonlinear Frequency Response Curve, Dynamic Testing, Digital Filter, Multi-harmonic State-space Model}

Discussão: dezembro 7, 2022, 16:0