Optimierte Vorschläge zur Wahl der Identifikationsbänder bei der experimentellen Modalanalyse

Abstract

Die Abteilung Strukturdynamik und Systemidentifikation im Institut für Aeroelastik (AE-SAS) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, befasst sich u.a. mit der Durchführung von Standschwingungsversuchen (GVT). Bei diesen Versuchen werden die Strukturantworten in Bezug auf eine definierte Schwingungserregung gemessen. In der Auswertung dieser Daten spielt die Modalanalyse eine entscheidende Rolle zur Identifizierung von modalen Parametern der untersuchten Struktur. Zu diesen gehören u.a. Eigenfrequenzen, sowie Dämpfungsmaße. Um die Genauigkeit von Ergebnissen bei der Durchführung einer Modalanalyse zu verbessern, wird der Frequenzbereich der Messung in mehrere Identifikationsbänder geteilt. Bisher wurden diese manuell vom jeweils für die Modalanalyse zuständigen Mitarbeiter festgelegt. Ziel dieser Arbeit ist es ein Verfahren zu entwickeln, welches diese Identifikationsbänder automatisiert festlegen kann. Dafür werden zuerst allgemeingültige Kriterien zur Bestimmung geeigneter Identifikationsbänder gesammelt. Anhand dieser kann im Anschluss eine Objektfunktion zur Bewertung einer gegebenen Identifikationsbandmenge entwickelt werden. Betrachtet man die Auswahl guter Identifikationsbänder als Optimierungsproblem, so kann dieses anhand der zuvor entwickelten Objektfunktion gelöst werden. Da das Gebiet der Optimierung eine enorme Vielzahl möglicher Lösungserfahren umfasst, werden einige ausgewählte mittels zweier Testdatensätze evaluiert. Diese Tests ergaben, dass eine Kombination des Bergsteigeralgorithmus und Particle Swarm Optimisation zu guten und konstanten Ergebnissen führt. Abschließend werden die entwickelten Lösungsverfahren in eine bereits existierende Anwendung, das von AE-SAS entwickelte ModalAnalysis-Tool, integriert. In diesem wird nach dem Laden eines neuen Datensatzes, eine automatisierte Auswahl der Identifikationsbänder vorgenommen. Diese kann der Nutzer weiter bearbeiten, um sie an seine Bedürfnisse anzupassen.