This work proposes a physics-enhanced machine learning approach for the system identification of Linear Time-Varying (LTV) systems under time-varying operating conditions in terms of fast-varying natural frequencies and damping ratios by combining a long short-term memory network with an Extended Kalman Filter (EKF). The proposed approach uses vibration data (displacement and velocity measurements), domain knowledge of modal damping ratios, and a physics-based model that can yield an approximate natural frequencies time-dependency model. The approach is validated using synthetic data generated from a finite element model of a 2-blade offshore wind turbine under realistic environmental and operating conditions. This system displays fast time-varying frequencies due to operating conditions, whose identification is particularly challenging because of the wind and wave loading. The robustness of the proposed approach is assessed under assumed incorrect system information (e.g. damping ratio). The proposed approach is evaluated across different environmental and operating conditions to show its applicability to different operating regimes. The results show the approach can accurately identify the selected fast-varying natural frequency, 1st Fore-Aft (FA-1) mode, with a maximum root mean square error of 0.0012 Hz. The results demonstrate that the model trained on EKF estimates depends on accurate damping values, whereas the model trained on physics-based data exhibits robustness to incorrect damping assumptions. The approach is extended to damping ratio identification for the selected mode by estimating the root mean square error between models trained on EKF estimates and physics-based data. The results show that the approach can yield a good approximation of the FA-1 mode damping ratio using grid search, offering an improvement over covariance-driven stochastic subspace identification.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
使用 FastAI 和即时频率变换进行音频分类
AI研习社
11+阅读 · 2019年5月9日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
ETP:精确时序动作定位
极市平台
13+阅读 · 2018年5月25日
论文浅尝 | Know-Evolve: Deep Temporal Reasoning for Dynamic KG
开放知识图谱
36+阅读 · 2018年3月30日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员