Development of an automatic system for experimental modal analysis of large structures

Experimental modal analysis (EMA) is the area of structural dynamics who deals with the methodologies and techniques necessary to evaluate the behaviour of structures using experimental approaches, where the measurements of excitation (input) and response (output) signals from an excited structure are used to estimate the modal parameters. The importance of the excitation in the EMA methodologies for large structures, explains the need of a controller in order to control an exciter with an stable behaviour in the range of frequencies between 0 to 10 Hz where the harmonic component of this kind of structures are expected to be found. The present work shows the model, design and implementation of a controlled system that satisfy the characteristic required by the EMA methodologies of large structures. The object of study is a servo-hydraulic actuator and a proportional, integral and derivative (PID) controller with input signal amplitude compensator is used as controller.

L'analisi modale sperimentale (EMA) è il settore che nell'ambito della dinamica strutturale si occupa delle metodologie e delle tecniche necessarie per valutare il comportamento di strutture. Si adottano approcci sperimentali in cui le misure dei segnali di forzamento (input) e risposta (output) provenienti da una struttura eccitata si utilizzano per stimare i parametri modali. L'importanza del forzamento nelle metodologie EMA per grandi strutture, spiega la necessità di un controllore in grado di comandare un sistema di forzamento avente un comportamento stabile nell'intervallo di frequenze tra 0 a 10 Hz, intervallo in cui si trovano solitamente le frequenze propie di tali strutture. Il presente lavoro è incentrato sulla modellazione, progettazione e implementazione di un controllore che soddisfi le caratteristiche d'stabilità richieste dalle metodologie EMA. L'oggetto di studio è un attuatore servo-idraulico per cui è svillupato un sistema di controllo basato nel algoritmo di controllo proporzionale, integrale e derivativo (PID) con un compensatore della ampiezza del segnale di ingresso.