Reduced order modeling of infinite dimensional systems from frequency response data
Sonsuz boyutlu sistemlerin frekans tepkisi versisinden indirgenmiş dereceli modellenmesi
- Tez No: 374390
- Danışmanlar: PROF. DR. HİTAY ÖZBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Model indirgeme yöntemleri, Sistem tanıma, Model reduction methods, System identification
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, frekans tepkisi verisini kullanan bir sistem tanılama yöntemi üzerine çalışılmıştır. Sistem tanılama yöntemi bir grup dağıtık parametreli sistem (özel olarak esnek yapılar) üzerinde uygunlanmıştır. Esnek yapıların kontrolünü zor kılan bir nokta baskın kiplerin (rezonant frekanslarının konumu ve ilgili sönümlenme katsayıları) kestirilmesidir. Literatürde, Kısmi Diferansiyel Denklemler'den esnek sistemlerin transfer fonkisyonlarını elde eden ve esnek sistemleri sonsuz boyutlu modellerle tanımlayan pek çok çalışma bulunmaktadır. Bu tezde, girdi/çıktı gecikmesi içeren bir esnek yapının baskın esnek kiplerini tanımlayan bir sayısal yöntem önerilmiştir. Yöntem, esnek kiplerin rezonant frekansları ve sönümlenme katsayılarını, aynı zamanda zaman gecikmesinin miktarını kestirmek için bir frekans alanı yaklaşımı (frekans tepkisi verisi) kullanmaktadır. Ardışık bir Doğrusal Olmayan En Küçük Kareler (DOEKK) eğri eşleştirme işlemi benimsenmiştir. Bir frekans aralığında toplanmış tüm mevcut veri üzerinden optimizasyon yapmak yerine, her bir adımda veri sayısını artıran bir veri seçimi şeması takip edilmiştir. Verinin ilgili parçalarının seçimi ve her adımda ardışık olarak artan sayıdaki katsayıların optimize edilmesi, basit ifadeyle bir eğri eşleştirme problemi olan optimizasyon probleminin çözülmesi için esas teşkil eder. Bu tür bir Newton optimizasyon yönteminin doğrusal olmayan üstel ve oransal öğeler içeren bir maliyet fonksiyonunu küçülterek indirgenmiş dereceli bir transfer fonksiyonun katsayılarını bulabildiği gösterilmiştir. Elde edilen çok yüksek dereceli modellerin Hankel tekil değerleri incelenerek daha düşük dereceli sistemlere indirgenme özellikleri de araştırılmıştır. Ayrıca, benzer problemleri çözen diğer yöntemler uygulanıp, karşılaştırmaları sonuç olarak verilmiştir. Benzetim sonuçları önerilen algoritmanın etkinliğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a system identification method using frequency response data is studied. Identification method is applied to various types of distributed parameter systems, in particular flexible structures. One of the challenging tasks in the control of flexible structures is the estimation of the dominant modes (location of resonant frequencies and associated damping coefficients). In the literature, there are several studies where transfer functions of flexible structures are derived from PDEs (Partial Differential Equations); these are infinite dimensional models. In this study, a numerical method is proposed to identify the dominant flexible modes of a flexible structure with an input/output delay. The method uses a frequency domain approach (frequency response data) to estimate the resonating frequencies and damping coefficients of the flexible modes, as well as the amount of the time delay. A sequential NLLS (Non-Linear Least Squares) curve fitting procedure is adopted. Instead of optimizing over all available data collected on a frequency interval, a data selection scheme that increases the amount of data at each step is followed. Selecting relevant parts of data and optimizing sequentially increasing number of coefficients in every step is the essential part idea behind this approach. The optimization problem solved reduces to a curve fitting problem. It is illustrated that such a Newtonian optimization method has the capability of finding the parameters of a reduced order transfer function by minimizing a cost function involving nonlinearities such as exponential and rational terms. Further model reduction techniques can be applied by analyzing Hankel singular values of the resulting transfer function. Comparisons with other methods solving similar problems are illustrated with examples. Simulation results demonstrate efficiency of the proposed algorithm.
Benzer Tezler
- İş makinaları tahrik millerinin burulma titreşimleri
Torsional vibrations of motor-machine connecting shafts modelled as a continuous
KENAN KOSER
- Yapay sinir ağları ve genetik algoritmaların uçuş kontrol sistemlerine uygulanması
Başlık çevirisi yok
ALİ MOUMİN
- 4.5G frekanslarında çok bantlı geniş geliş açısı aralığında etkili yeni bir frekans seçici yüzey tasarımı
A novel low-profile multiband frequency selective surface (FSS) for imt-advanced (4.5G) mobile communication system
ŞAKİR BALTA
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Blade optimization of unmanned helicopter for variable rotor speed
Değişken rotor hızı için insansız helikopterin pala optimizasyonu
ONUR YASİN YÜCEER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU