< Terug naar vorige pagina

Project

Experimenteel dynamisch substructureren: naar robuuste FRF-gebaseerde ontkoppelingsstrategieën

Windturbinefabrikanten en hun toeleveranciers worden steeds meer geconfronteerd met toenemende geluids- en trillingsvereisten bij de productontwikkeling en dit terwijl de ontwikkelingstijd en -kosten onder druk staan. Een van de problemen in de huidige ontwikkeling is de zogenaamde end-of-line validatie van prototype tandwielkasten. Het opleggen van strenge beperkingen op trillingsniveaus tijdens de proefstandsmetingen is niet altijd voldoende om aanvaardbare trillingsniveaus te garanderen wanneer de tandwielkast geïnstalleerd is in de windturbine. Dit proefschrift onderzoekt enerzijds hoe het tandwielkastgedrag gecorreleerd is in test- en turbine-omgeving en anderzijds hoe de testmetingen op de tandwielkast minder afhankelijk gemaakt kunnen worden van de proefstand.

De huidige state-of-the-art in dynamisch substructureren biedt een antwoord op de eerste onderzoeksvraag. Experimenteel ontkoppelen is geïdentificeerd als een mogelijke methode om de invloed van de proefstand op het trillingsgedrag van de tandwielkast te compenseren. Ondanks enkele duidelijke voordelen ten opzichte van experimenteel koppelen, heeft de ontkoppelingsmethode een aantal moeilijkheden die de toepassing ervan momenteel op grote schaal verhinderen. 

Dit proefschrift identificeert deze moeilijkheden op een systematische manier en stelt een aantal oplossingen voor. Een relatief eenvoudige proefstand wordt gebruikt om een optimale meetmethodologie te bepalen en voorwaarden te definiëren onder dewelke dynamisch ontkoppelen experimenteel haalbaar is. Meetruis is één van de belangrijkste problemen bij het substructureren, omdat deze fouten zwaar worden versterkt bij het inverteren van de FRF-matrices. Een aantal bestaande filtertechnieken wordt op de proef gesteld. Hun vermogen om ruis te filteren zonder grote benaderingsfouten te introduceren wordt getest. 

Op basis van deze resultaten en waarnemingen tijdens de metingen wordt een nieuwe filtermethode gepresenteerd die niet alleen willekeurig meetruis filtert, maar ook systematische meetfouten corrigeert. De nieuwe methode gebruikt elke individuele meting, een kolom in elk van de FRF-matrices, als basis om de volledige FRF-matrices te herberekenen. Omdat op deze manier veel FRFmatrices kunnen worden berekend, bestaat de ontkoppelingsoplossing uit een groot aantal individuele oplossingen waarvan het gemiddelde kan gebruikt worden als de ontkoppelde FRF. De spreiding op de resultaten weerspiegelt de gevoeligheid van het experiment en de onzekerheid in de metingen. 

Een van de karakteristieken van het ontkoppelingsprobleem is de keuzevrijheid van de meetlocaties op de proefstand. Ondanks het feit dat een goede selectie van de meetlocaties cruciaal is voor het succes van de experimentele ontkoppeling, bestaat er nog geen duidelijke strategie voor het bepalen van de meetlocaties. Dit proefschrift stelt een intelligent algoritme voor dat de optimale meetlocaties berekent voor experimenteel ontkoppelen, met minimale kennis over de proefstand en de te ontkoppelen component. 

Datum:1 okt 2012 →  27 nov 2017
Trefwoorden:Dynamic substructuring
Disciplines:Controlesystemen, robotica en automatisatie, Ontwerptheorieën en -methoden, Mechatronica en robotica, Computertheorie
Project type:PhD project