Estimation of parameters of mechanical systems in the time domain using the kalman filter in conjunction with the stimulator of the instrumental variables.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-06-11T15:37:52Z No. of bitstreams: 1 JÔNATAS ARAÚJO DE LACERDA JÚNIOR - DISSERTAÇÃO PPGEM 1994..pdf: 20067970 bytes, checksum: 7ebf0addfb228fb1f7b3d7765ca608b6 (MD5)Made available in DSpace on 2019-06-11T15:37:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JÔNATAS ARAÚJO DE LACERDA JÚNIOR - DISSERTAÇÃO PPGEM 1994..pdf: 20067970 bytes, checksum: 7ebf0addfb228fb1f7b3d7765ca608b6 (MD5) Previous issue date: 1994-07O objetivo do presente trabalho é investigar técnicas de estimação de parâmetros de sistemas mecânicos no domínio do tempo, com ênfase a sistemas mecânicos que eventualmente podem ser modelados por um conjunto massa-mola-amortecedor viscoso de um grau de liberdade, sujeitos a pequenas perturbações em tomo da posição de equilíbrio. Para tal são processadas simulações, buscando-se obter o vetor de estado do sistema ( dados ), e são feitos comentários sobre técnicas numéricas para solução de sistemas lineares, utilizadas no processo de estimação de parâmetros. São discutidos neste trabalho aspectos relevantes no tocante à escolha adequada do intervalo de tempo de discretização de sinais e seu efeito nos coeficientes estimados. Considerações sobre o efeito do ruído que sobrepõe-se aos sinais de saída, características estatísticas, bem como sua influência nos coeficientes estimados são levantadas e discutidas. Acrescenta-se ainda, aspectos de natureza teórica relacionados com este estudo como Teoria de Sistemas, Teoria da Estimação Mínima Quadrática, conceitos ligados a estimação de parâmetros ( Mínimos Quadrados e Variáveis Instrumentais ), aspectos ligados à filtragem de estado utilizando-se o Filtro de Kalman e conceitos introdutórios sobre decomposição espectral para análise de sinais de sistemas. Finalmente, são mostrados resultados de estimação de parâmetros e confrontados com valores teóricos tomados para a simulação. Procura-se aí levantar comentários e discussões sobre o eficiência de cada estimador e sobre o efeito da conjunção entre o Filtro de Kalman e o Estimador das Variáveis Instrumentais nos resultados obtidos. Destaca-se ainda a influência do sinal de excitação utilizado, apresentando-se vantagens e desvantagens em relação a outros tipos de sinais que normalmente são empregados.The objetive of this work is to investigate techniques of parameter estimation of mechanical systems in time domain, with enphasis to mechanical systems that can be eventually modeled by means of massHSpring-viscous damper ( dashpot) with a degree of freedom, submitted to small disturbances around the position of equilibrium. With this objective, simulations are processed in time domain to get state vector of the system ( data X and numerical methods for the solution of linear systems used herein parameter estimation process are commented In this work, important aspects about the search criterion for the signals sampling rate and its effects in the estimated coefficients are commented. Commentaries about the noise effects on output signal, its statistical properties and its influence on the estimated coefficients are commented. Theorical aspects about System Theory, Least Square Estimation, concepts of estimation methods ( Least-Square Method, Instrumental Variables Method X concepts of filtering using Kalman Filter and an introduction of spectral analysis of signal and systems can be added in this works Finally, the results of the application of parameters estimation technique are presented and compared with the theorical values attained from simulation. The efficiency of the Instrumentals Variables Method in conjunction with the Kalman Filter are discussed. Also emphasis has been given on the influence of excitation source used and its advantage with respect to other kinds of sources normally used