Ανίχνευση και χαρακτηρισμός σφαλμάτων επιταχυνσιόμετρων βάσει σθεναρών στατιστικών μεθόδων χρονοσειρών σε δοκό από σύνθετα υλικά υπό αβεβαιότητα συναρμολόγησης
Loading...
Date
2025-10-23
Authors
Ματσάκος, Αλέξιος-Νικόλαος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Καθοριστικό παράγοντα για την παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας μιας κατασκευής αποτελεί η-εγκυρότητα των σημάτων ταλάντωσης της από επιταχυνσιόμετρα. Παρόλα αυτά, σφάλματα στα-επιταχυνσιόμετρα δύνανται να υπονομεύσουν την αξιοπιστία των δεδομένων, επηρεάζοντας την λήψη-αποφάσεων για την δομική κατάσταση της κατασκευής.
Στόχος της διπλωματικής εργασίας αποτελεί η πειραματική αποτίμηση της ικανότητας ανίχνευσης και-χαρακτηρισμού, βάσει σθεναρών στατιστικών μεθόδων χρονοσειρών, τριών διακριτών μεγεθών, για τρεις-συνήθεις τύπους σφαλμάτων επιταχυνσιόμετρων (bias, gain, precision degradation). Η αξιολόγηση των-εύρωστων μεθόδων πραγματοποιείται σε δοκό από σύνθετα υλικά, υπό αβεβαιότητα συναρμολόγησης,-ανεξαρτήτως της δομικής της κατάστασης (υγιής ή υπό βλάβη), αξιοποιώντας πληροφορία από τρία-επιταχυνσιόμετρα κατά μήκος αυτής, τα οποία δημιουργούν δύο ζεύγη. Η πειραματική ανίχνευση και o-χαρακτηρισμός των περιπτώσεων bias και gain στηρίζονται σε δείκτες, οι οποίοι προκύπτουν από την-παραμετρική αναπαράσταση της συνάρτησης μεταδοτικότητας (Transmittance Function), μέσω-παραμετρικών ARX μοντέλων μίας εισόδου και μίας εξόδου (Single-Input Single-Output TF AutoRegressive-with eXogenous – SISO-TF-ARX), ενώ, για την περίπτωση του precision degradation αξιοποιείται η μη-παραμετρική εκτίμηση της συνάρτησης συνάφειας μιας εισόδου και μίας εξόδου (Single-Input Single-Output-Coherence Function).
Τα αποτελέσματα αξιολογούνται μέσω του δείκτη ανάκλησης (recall) και καμπυλών ROC, και προέρχονται-από 1100 σήματα (200 υπό υγιή και 900 υπό εσφαλμένη κατάσταση αισθητηρίων). Από αυτά, φαίνεται πως-επιτυχώς ταυτοποιείται το 97.5% των περιπτώσεων υγιούς λειτουργίας και το 89% των συνολικών-περιπτώσεων λαθεμένης λειτουργίας των επιταχυνσιόμετρων που εξετάζονται (και για τους τρεις τύπους-σφαλμάτων, ανεξάρτητα από το μέγεθος τους ή την δομική κατάσταση της δοκού). Ειδικότερα, οι εσφαλμένες-καταστάσεις τύπου gain και precision degradation ανιχνεύονται και χαρακτηρίζονται επιτυχώς σχεδόν στο-100% των περιπτώσεων, για κάθε μέγεθος και χωρίς να επηρεάζονται από το αισθητήριο που βρίσκεται σε-εσφαλμένη κατάσταση. Αντιθέτως, στην περίπτωση του bias, τα δύο μεγαλύτερα μεγέθη της εσφαλμένης-κατάστασης ανιχνεύονται με υψηλότερη ακρίβεια (75%) σε σχέση με το μικρότερο (49%), ενώ, από τα-αποτελέσματα διαπιστώνεται πως ο συγκεκριμένος τύπος σφάλματος εντοπίζεται επιτυχέστερα στα δύο εκ-των τριών αισθητηρίων.
Description
Keywords
Ανίχνευση σφαλμάτων επιταχυνσιόμετρων, Στατιστικές μέθοδοι χρονοσειρών, Δομική κατάσταση