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Identification of Structural Systems using an Evolutionary Strategy / Franco, Guillermo in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°10 (Octobre 2004) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°10 (Octobre 2004) . - 1125-1139 p. Titre : Identification of Structural Systems using an Evolutionary Strategy Titre original : Identification des Systèmes Structuraux en Utilisant une Stratégie Evolutionnaire Type de document : texte imprimé Auteurs : Franco, Guillermo, Auteur ; Betti, Raimondo, Auteur ; Hilmi Lus ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique Article en page(s) : 1125-1139 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dmage  assessment  Identification  Monitoring  Algorithms  Structural  dynamics  Evaluation  de  dommages  Surveillance  Algorithmes  Dynamiques  structurales Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The problem of system identification is an inverse problem of difficult solution. Currently, difficulties lie in the development of algorithms that use measured data from the system to characterize it without significant a priori knowledge of the system. In this paper, a parameter estimation technique based on an evolution strategy (an optimization algorithm inspired by natural evolution) is presented to overcome some of the difficulties encountered in the field. Using this method, a set of direct problems is solved instead of directly tackling the inverse problem. If the uniqueness of the identification solution is guaranteed for the assumed model and the available data, this heuristic method is able to find a solution without incurring restrictions of other classical optimization methods, like the need for reliable initial estimates and convergence to local optima. Some results obtained with this algorithm are presented for the identification of 3 degrees of freedom (DOF) and a 10 DOF structural system under conditions including limited input/output data, noise polluted signals, and no prior knowledge of mass, damping, or stiffness of the system. Le problème de l'identification de système est un problème inverse de solution difficile. Actuellement, les difficultés se situent dans le développement des algorithmes qui emploient des données mesurées du système pour le caractériser sans connaissance a priori significative du système. En cet article, une technique d'évaluation de paramètre basée sur une stratégie d'évolution (un algorithme d'optimisation inspiré par évolution normale) est présentée pour surmonter certaines des difficultés rencontrées dans le domaine. En utilisant cette méthode, un ensemble de problèmes directs est résolu au lieu d'aborder directement le problème inverse. Si l'unicité de la solution d'identification est garantie pour le modèle assumé et les données disponibles, cette méthode heuristique peut trouver une solution sans encourir des restrictions d'autres méthodes classiques d'optimisation, comme le besoin d'évaluations initiales fiables et la convergence aux optimums locaux. Quelques résultats obtenus avec cet algorithme sont présentés pour l'identification de 3 degrés de la liberté (DOF) et d'un système structural de 10 DOF dans des conditions comprenant des données limitées d'entrée-sortie, des signaux pollués par bruit, et aucune connaissance antérieure de la masse, de l'atténuation, ou de la rigidité du système. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : franco@civil.columbia.edu, betti@civil.columbia.edu, hilmilus@boun.edu.tr [article] Identification of Structural Systems using an Evolutionary Strategy = Identification des Systèmes Structuraux en Utilisant une Stratégie Evolutionnaire [texte imprimé] / Franco, Guillermo, Auteur ; Betti, Raimondo, Auteur ; Hilmi Lus ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique . - 1125-1139 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°10 (Octobre 2004) . - 1125-1139 p. Mots-clés : Dmage  assessment  Identification  Monitoring  Algorithms  Structural  dynamics  Evaluation  de  dommages  Surveillance  Algorithmes  Dynamiques  structurales Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The problem of system identification is an inverse problem of difficult solution. Currently, difficulties lie in the development of algorithms that use measured data from the system to characterize it without significant a priori knowledge of the system. In this paper, a parameter estimation technique based on an evolution strategy (an optimization algorithm inspired by natural evolution) is presented to overcome some of the difficulties encountered in the field. Using this method, a set of direct problems is solved instead of directly tackling the inverse problem. If the uniqueness of the identification solution is guaranteed for the assumed model and the available data, this heuristic method is able to find a solution without incurring restrictions of other classical optimization methods, like the need for reliable initial estimates and convergence to local optima. Some results obtained with this algorithm are presented for the identification of 3 degrees of freedom (DOF) and a 10 DOF structural system under conditions including limited input/output data, noise polluted signals, and no prior knowledge of mass, damping, or stiffness of the system. Le problème de l'identification de système est un problème inverse de solution difficile. Actuellement, les difficultés se situent dans le développement des algorithmes qui emploient des données mesurées du système pour le caractériser sans connaissance a priori significative du système. En cet article, une technique d'évaluation de paramètre basée sur une stratégie d'évolution (un algorithme d'optimisation inspiré par évolution normale) est présentée pour surmonter certaines des difficultés rencontrées dans le domaine. En utilisant cette méthode, un ensemble de problèmes directs est résolu au lieu d'aborder directement le problème inverse. Si l'unicité de la solution d'identification est garantie pour le modèle assumé et les données disponibles, cette méthode heuristique peut trouver une solution sans encourir des restrictions d'autres méthodes classiques d'optimisation, comme le besoin d'évaluations initiales fiables et la convergence aux optimums locaux. Quelques résultats obtenus avec cet algorithme sont présentés pour l'identification de 3 degrés de la liberté (DOF) et d'un système structural de 10 DOF dans des conditions comprenant des données limitées d'entrée-sortie, des signaux pollués par bruit, et aucune connaissance antérieure de la masse, de l'atténuation, ou de la rigidité du système. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : franco@civil.columbia.edu, betti@civil.columbia.edu, hilmilus@boun.edu.tr

Investigation of a System Identification Methodology in the Context of the ASCE Benchmark Problem / Hilmi Lus in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°1 (Janvier 2004)

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°1 (Janvier 2004) . - 71-84 p. Titre : Investigation of a System Identification Methodology in the Context of the ASCE Benchmark Problem Titre original : Recherche sur une Méthodologie d'Identification de Système dans le Contexte du Problème de Repère d'ASCE Type de document : texte imprimé Auteurs : Hilmi Lus, Auteur ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique ; De Angelis, Maurizio ; Yu, Jun ; Betti, Raimondo, Auteur Article en page(s) : 71-84 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Bench  marks  Damage  assessment  Methodology  Numerical  analysis  Mettre  hors  jeu  les  marques  Évaluation  de  dommages  Méthodologie  Analyse  numèrique Index. décimale : 621.34 Résumé : This article briefly presents the theory for a system identification and damage detection algorithm for linear systems, and discusses the effectiveness of such a methodology in the context of a benchmark problem that was proposed by the ASCE Task Group in Health Monitoring. The proposed approach has two well-defined phases: (1) identification of a state space model using the Observer/ Kalman filter identification algorithm, the eigensystem realization algorithm, and a nonlinear optimization approach based on sequential quadratic programming techniques, and (2) identification of the second-order dynamic model parameters from the realized state space model. Structural changes (damage) are characterized by investigating the changes in the second-order parameters of the "reference" and "damaged" models. An extensive numerical analysis, along with the underlying theory, is presented in order to assess the advantages and disadvantages of the proposed identification methodology. Cet article présente brièvement la théorie pour un algorithme d'identification de système et de détection de dommages pour les systèmes linéaires, et discute l'efficacité d'une telle méthodologie dans le contexte d'un problème de repère qui a été proposé par l'ASCE Chargent le groupe dans la surveillance de santé. L'approche proposée a deux phases bien définies : (1) identification d'un modèle de l'espace d'état en utilisant l'algorithme d'identification de filtre de Kalman d'observateur, l'algorithme de réalisation d'eigensystem, et une approche d'optimisation non-linéaire basée sur des techniques de programmation quadratique séquentielles, et (2) identification des paramètres modèles dynamiques de second ordre du modèle réalisé de l'espace d'état. Des changements structurels (dommages) sont caractérisés en étudiant les changements des paramètres de second ordre de la "référence" et des modèles "endommagés". Une analyse numérique étendue, avec la théorie fondamentale, est présentée afin d'évaluer les avantages et les inconvénients de la méthodologie proposée d'identification. [article] Investigation of a System Identification Methodology in the Context of the ASCE Benchmark Problem = Recherche sur une Méthodologie d'Identification de Système dans le Contexte du Problème de Repère d'ASCE [texte imprimé] / Hilmi Lus, Auteur ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique ; De Angelis, Maurizio ; Yu, Jun ; Betti, Raimondo, Auteur . - 71-84 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°1 (Janvier 2004) . - 71-84 p. Mots-clés : Bench  marks  Damage  assessment  Methodology  Numerical  analysis  Mettre  hors  jeu  les  marques  Évaluation  de  dommages  Méthodologie  Analyse  numèrique Index. décimale : 621.34 Résumé : This article briefly presents the theory for a system identification and damage detection algorithm for linear systems, and discusses the effectiveness of such a methodology in the context of a benchmark problem that was proposed by the ASCE Task Group in Health Monitoring. The proposed approach has two well-defined phases: (1) identification of a state space model using the Observer/ Kalman filter identification algorithm, the eigensystem realization algorithm, and a nonlinear optimization approach based on sequential quadratic programming techniques, and (2) identification of the second-order dynamic model parameters from the realized state space model. Structural changes (damage) are characterized by investigating the changes in the second-order parameters of the "reference" and "damaged" models. An extensive numerical analysis, along with the underlying theory, is presented in order to assess the advantages and disadvantages of the proposed identification methodology. Cet article présente brièvement la théorie pour un algorithme d'identification de système et de détection de dommages pour les systèmes linéaires, et discute l'efficacité d'une telle méthodologie dans le contexte d'un problème de repère qui a été proposé par l'ASCE Chargent le groupe dans la surveillance de santé. L'approche proposée a deux phases bien définies : (1) identification d'un modèle de l'espace d'état en utilisant l'algorithme d'identification de filtre de Kalman d'observateur, l'algorithme de réalisation d'eigensystem, et une approche d'optimisation non-linéaire basée sur des techniques de programmation quadratique séquentielles, et (2) identification des paramètres modèles dynamiques de second ordre du modèle réalisé de l'espace d'état. Des changements structurels (dommages) sont caractérisés en étudiant les changements des paramètres de second ordre de la "référence" et des modèles "endommagés". Une analyse numérique étendue, avec la théorie fondamentale, est présentée afin d'évaluer les avantages et les inconvénients de la méthodologie proposée d'identification.

Physical parameter estimation from state-space models for systems with missing input information / Hilmi Lus in Journal of engineering mechanics, Vol. 138 N° 12 (Décembre 2012) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 138 N° 12 (Décembre 2012) . - pp.1402–1410. Titre : Physical parameter estimation from state-space models for systems with missing input information Type de document : texte imprimé Auteurs : Hilmi Lus, Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : pp.1402–1410. Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : System  identification  Health  monitoring  Inverse  problem  Parameter  estimation Résumé : In this article, the transformation of linear first-order models to second-order models is investigated for cases in which the system is excited by unknown inputs and ground excitations. It is shown that the second-order coefficients lie in the null space of a matrix, which is constructed from the partitions of the state matrix using the Kronecker product. The conditions that determine the size of this null space are discussed and solutions are developed for various cases. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29EM.1943-7889.0000448?journalCod [...] [article] Physical parameter estimation from state-space models for systems with missing input information [texte imprimé] / Hilmi Lus, Auteur . - 2013 . - pp.1402–1410. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 138 N° 12 (Décembre 2012) . - pp.1402–1410. Mots-clés : System  identification  Health  monitoring  Inverse  problem  Parameter  estimation Résumé : In this article, the transformation of linear first-order models to second-order models is investigated for cases in which the system is excited by unknown inputs and ground excitations. It is shown that the second-order coefficients lie in the null space of a matrix, which is constructed from the partitions of the state matrix using the Kronecker product. The conditions that determine the size of this null space are discussed and solutions are developed for various cases. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29EM.1943-7889.0000448?journalCod [...]