Subspace-based identification and vibration monitoring algorithms for rotating systems

• Main Author: Jhinaoui, Ahmed
• Other Authors: Rennes 1
• Language: en
• Published: 2014
• Subjects: Systèmes à rotors; Méthodes d'identification
• Online Access: http://www.theses.fr/2014REN1S161

Les méthodes d'identification dites sous-espace sont largement utilisées pour la caractérisation des modes propres et la surveillance des structures mécaniques. Elles ont fait leurs preuves pour les systèmes dont la dynamique est invariante dans le temps. Elles ne sont, toutefois, pas adaptées à des systèmes à rotors comme les hélicoptères et les éoliennes qui, de part leurs parties tournantes, sont périodiques dans le temps. Le but de cette thèse est d'étendre le champ d'application de ces méthodes à cette classe particulière de systèmes. Tout d'abord, un algorithme qui permet d'identifier certaine structure modale, dite de Floquet, est proposée. Ensuite, une étude de sensibilité est réalisée dans le but de quantifier les incertitudes, liées aux bruits ou à d'autres facteurs, sur les paramètres modaux identifiés. Enfin et partant de l'algorithme d'identification, une méthode de détection d'instabilité est développée. Cette méthode est basée sur la définition d'un résidu, fonction des paramètres modaux, et la surveillance d'un changement éventuel de ce résidu qui correspond à une déviation vers un régime instable. Ces méthodes ont été appliquées à des modèles numériques et à des données expérimentales. === Subspace identification methods are widely used for caracterizing modal param-eters and for vibration monitoring of mechanical structures. They were shown powerful for the so-called linear time-invariant systems. However, they are not adapted to rotating sys-tems such as helicopters and wind turbines, which are inherently time-periodic systems. The goal of this thesis is to extend the applicability of these methods to this particular class of systems. First, a new identification algorithm is suggested. This algorithm permits to iden-tify the so-called Floquet modal structure. Then, a sensitivity study is conducted in order to quantify uncertainties, related to noises and other sources, about the identified modal param-eters. Finally and based on the suggested identification algorithm, a method for instability detection is developed. The main feature of this method is to define some residual, which is function of modal parameters, then to detect an eventual change over it which means a possible deviation toward an unstable regime. The suggested methods were applied to both numerical and experimental data.