Nonlinear system identification and nonlinear experimental modal analysis by using response controlled stepped sine testing

Bu çalışmada, sırasıyla modal ve uzaysal alanlarda iki yeni doğrusal olmayan sistem tanılama yöntemi önerilmiştir. Her iki yöntem, frekans taraması boyunca tahrik noktasının yer değiştirme genliğinin sabit tutulduğu cevap kontrollü kademeli sinüs tarama testine (CKT) dayanmaktadır. Önerilen modal tanılama yöntemi, ki aynı zamanda doğrusal olmayan bir modal analiz tekniğidir, içsel rezonans olmaması koşuluyla, faklı (ve hatta bilinmeyen) noktalara dağılmış çok sayıda doğrusalsızlık içeren (örn. cıvata bağlantıları) sistemlere ve doğrusalsızlığın sürekli (geometrik) olduğu sistemlere uygulanabilir. Bu yöntem, CKT yardımıyla doğrusal formda ölçülen frekans tepki fonksiyonlarına (FTF) standart doğrusal modal analiz yöntemlerini uygulayarak, doğrusal olmayan modal parametreleri modal genliğin fonkisyonu şeklinde tanılamaktadır. Çoklu duyarga (sensör) kullanılması durumunda, doğrusal olmayan normal modlar, tanılanan modal sabitlerden deneysel olarak elde edilebilmektedir. Dahası, rezonans civarındaki sabit-kuvvet FTF'leri, tanılanan modal parametrelerden hesaplanabilmekte veya bu çalışmada önerilen yeni bir kavram olan harmonik kuvvet yüzeyi (HKY) ile doğrudan deneysel yolla tespit edilebilmektedir. HKY'nin öne çıkan özelliği, sabit kuvvet FTF'lerindeki karasız bölgeleri ve dönüş noktalarını hassas biçimde saptaması ve bu sayede yüksek doğrusalsızlık içeren sistemlerin bile omurga eğrilerini çıkarabilmesidir. Önerilerin doğrusal olmayan uzaysal tanılama yöntemi ise, klasik tanımlayıcı fonkisyon metodunu daha da geliştirerek yerel doğrusalsızlıkların tanılanmasını parametrik olmayacak şekilde ve frekansa bağlılığı hesaba katacak şekilde yapabilmeyi sağlamaktadır. Önerilen yöntemlerin doğrulaması, cıvata bağlantılarından ötürü önemli ölçüde sönüm doğrusalsızlığı içeren gerçek bir füze sistemi ve boşluk ve sürtünmelerden ötürü karmaşık ve yüksek doğrusalsızlık içeren gerçek bir kontrol kanatçığı gibi kompleks mühendislik sistemlerinin dahil olduğu deneysel uygalamalar ve nümerik uygulamalarla yapılmıştır.