Entwicklung eines Datenbanksystems für Echtzeit-Schwingungsüberwachung

Kurzfassung

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt führt im Bereich der Schwingungsüberwachung Versuche zur Identifikation des Schwingungsverhaltens dynamischer Strukturen durch. Dazu werden mit der operationellen Modalanalyse modale Parameter aus Versuchsdaten bestimmt. Zu den durchgeführten Tests zählen unter anderem Flugschwingungsversuche (engl. Flight Vibration Tests (FVTs)) und Versuche im Windkanal. Zur Analyse wird eine abteilungsintern entwickelte Matlab-Software eingesetzt. Mit ihr werden die Versuchsdaten in nahezu Echtzeit ausgewertet. Die Auswertung basiert auf einem Ausschnitt der zuletzt angekommenen Messdaten. Dazu werden die Verfahren zur Identifikation von einem Testingenieur parametriert. Die durch die Software identifizierten modalen Parameter dienen der Feststellung der strukturdynamischen Stabilität dieser Strukturen und sind Bestandteil ihres Zulassungsprozesses. Die für einen bestimmten Versuchszeitraum eingestellten Analyseparameter und die daraus resultierenden Ergebnisse werden während der Auswertung eingeblendet. Darauffolgend ist es nicht weiter möglich, die exakten Berechnungsvorgänge der identifizierten modalen Parameter nachzuvollziehen. Um den Prozess nachvollziehbar zu gestalten, können die bei der Versuchsdurchführung und Analyse anfallenden, heterogenen Daten mit verschiedenen Datenbanksystemen gespeichert. In dieser Arbeit wird zunächst eine kurze Betrachtung der durchgeführten Versuche und den dabei anfallenden Analysedaten vorgenommen. Für die persistente Speicherung wird ein System zur Verwaltung und Koordination zwischen den verschiedenen Datenbanksystemen entwickelt. Es stellt eine Schnittstelle zur Einbindung in weitere Software bereit. Dabei werden Beziehungen zwischen den anfallenden Daten in einer Graphdatenbank modelliert. Zeitdaten werden in einer Zeitdatenbank gespeichert und Eigenschaftswerte der Daten in einer relationalen Datenbank. Validiert wird das entstandene Datenmodell mit Testdaten. Bei den benutzten Testdaten handelt es sich um Zufallsdaten. Die Testdaten zeigen jedoch die Beziehungen der verknüpften Daten nach erfolgreicher Speicherung und das dadurch entstandene Datenmodell. Zusätzlich zu den Tests wird ein Tool zur Anzeige der gespeicherten Daten entwickelt. Es dient der späteren Betrachtung der gespeicherten Versuchsdaten. Durch eine Betrachtung des aus den Versuchsdaten entwickelten Graphen wird eine Validierung der Beziehungen der Daten untereinander vorgenommen.