Identificação de estruturas em espaço de estados utilizando o algoritmo ERA/OKID

• Autor(a) principal: Gomes, Pablo José Tavares
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
• Texto Completo: http://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/31484
• topic: Engenharia de Estruturas; Dinâmica das Estruturas; Identificação de Sistemas; Sistemas dinâmicos; Algoritmo de realização de eigensystem (ERA); Identificação do observador Kalman (OKID); Análise modal

O ERA foi desenvolvido no ambiente de engenharia aeroespacial na década de 80 para permitir a identificação de sistemas complexos em espaço de estados. Para a utilização do ERA são necessárias uma entrada impulsiva e medições das saídas do sistema, para composição da matriz de Hankel. A decomposição em valores singulares desta matriz permite a identificação das matrizes que regem o sistema. A dificuldade em trabalhar com entradas impulsivas em sistemas reais e a necessidade de redução de esforços computacionais em sistemas pouco amortecidos foram motivadores para o desenvolvimento do ERA/OKID, sendo esta metodologia uma derivação da teoria do ERA aplicando-se um filtro de observador de estado ou filtro de Kalman. Estas duas metodologias têm sido utilizadas no âmbito da engenharia de controle para permitir a identificação de sistemas complexos e o desenvolvimento de controladores ótimos, visto que os sistemas são identificados em espaço de estados e essa representação é essencial nesta área de conhecimento. Porém, as ferramentas mostram grande potencial no auxílio da análise modal de sistemas, visto que uma das possibilidades, após a identificação da realização mínima do sistema, é a obtenção dos parâmetros modais - frequência natural e fator de amortecimento, por exemplo. Para evidenciar estas possibilidades, o trabalho apresenta os conceitos básicos de identificação de sistemas, as teorias para o desenvolvimento do ERA e do ERA/OKID e da análise de sistemas por superposição modal. Além disso, o algoritmo do ERA/OKID é aplicado a dois sistemas experimentais, a saber: um clássico sistema mecânico de 2 GDLs e uma viga flexível. Os resultados obtidos para ambos foram bem interessantes.