Entwicklung eines Tools zur Empfehlung von Strategien zur Schwingungsberuhigung – #7

Hallo liebe OpenAdaptroniker,

im letzten Post wurde angekündigt, dass als nächster Schritt ein detailierteres Aktivitätsdiagramm zum Ablauf des Programms erstellt werden soll.  Unter dem Begriff Aktivitätsdiagramm versteht man die Darstellung des geplanten Ablaufs einer Software mithilfe der Unified Modelling Language (UML). Je nach UML-Version sieht das dann immer etwas anders aus. Ich habe mich für eine Form entschieden, die der eines Programmablaufplans (DIN 66001) sehr ähnelt. Dabei kennzeichnen Ovale sog. Aktionen, Rauten Entscheidungen und die ausgefüllten Kreise den Anfang und das Ende des Programms.

Bisher wurde von mir nur ein sehr grobes Aktivitätsdiagramm erstellt, das hier noch einmal dargestellt ist:

Die drei übergeordneten Aktionen müssen jetzt genauer beschrieben werden. In der Aktion „Nutzereingabe“ muss insbesondere geklärt werden welche Messdaten vorhanden sind und ob die Übertragungsfunktion bekannt ist. Nachfolgend ist das Aktivitätsdiagramm in detailierterer Form mit dem Umgang bezüglich der vorhandenen Daten dargestellt. Dabei steht TF für die Übertragungsfunktion (engl.: transfer function), a für Beschleunigung (engl.: acceleration) und die Indizes 0 und 1 jeweils wie gewohnt für die Fußpunkterregung und die Bewegung des Instruments. Das Kürzel FT bedeutet die Durchführung einer Fouriertransformation.

Das Aktivitätsdiagramm beschreibt also, wie das Programm mit unterschiedlichen Mengen an zur Verfügung stehenden Daten umgehen soll: Zuerst werden die Beschleunigungsmessdaten eingelesen und in den Frequenzbereich transformiert. Entweder sind nur die Messdaten für a_1 (Beschl. am Instrument) oder a_1 und a_0 (Beschl. am Fußpunkt) vorhanden, abhänging davon was gemessen wurde bzw. gemessen werden konnte. Je nachdem ob die Übertragungsfunktion (TF) bekannt ist oder nicht wird sie ebenfalls eingelesen oder sofern möglich aus den Messdaten bestimmt. Dann werden die Beschleunigungsdaten noch in Positionsdaten (x_1 und x_0) umgerechnet.*
Für die Analyse der Daten können zwei Fälle eintreten: Entweder sind x_1, x_0 und die TF oder nur x_1 bekannt. Im ersten Fall kann eine gesamtheitliche Analyse durchgefürht werden. Das Vorgehen hierfür ist die Charakterisierungsmethode, die ich im letzten Post vorgestellt habe. Im zweiten Fall, bei dem nur x_1 bekannt ist, kann nur eine „abgespeckte“ Charakterisierung durchgeführt werden, da einfach weniger Datensätze zur Verfügung stehen. Entsprechend eingeschränkt fällt dann die Empfehlung der Strategie zur Schwingungsberuhigung aus.

Im nächsten Post werde ich darauf eingehen wie das zentrale Element, nämlich die aus dem vorherigen Post bekannte Charakterisierungsmethode, Stück für Stück als Prototyp in MATLAB umgesetzt werden kann. Bis dann.

Hier geht’s zum vorherigen Post.
Hier geht’s zum nächsten Post.

* Die Berechnung ist im Frequenzbereich problemlos machbar. Es gilt:

a(ω) = ω²x(ω) <=> x(ω) = a(ω)/ω²

mit der Kreisfrequenz ω = 2π * Frequenz