Criteria used for optimal sensor positioning problem solution during vibration measurements.

Optimal Sensor Placement problem (OSP) in field vibration measurements is an optimal problem in which, an objective function related with dynamic characteristics of the structural system is minimized (or maximized). In this case, sensors positions are defined as discrete variable to be optimized, with a number of restrictions including the number of sensors and the coordinate range inside the structure, in which they could be placed.  Several different criteria, or performance indexes leading to different objective functions have been used for solving the OSP problem, but with a common goal: obtain the maximum possible information about the dynamic behavior of structure. Among all strategies for solving OSP problem, highlight objective functions of the medium square error criterion (MSE), Modal assurance criterion (MAC), determinant of Fisher information matrix (FIM) and information entropy (IE). Also, objective functions based on on modal kinetic energy and modal deformation energy has been used. Paper describes and compare such criteria formulations w.r.t its results for a simple structure and extracts conclusions and recommendations.

El problema de posicionamiento optimo de sensores (OSP por sus siglas en ingles) en mediciones de vibración de campo es un problema de optimización en el que una función objetivo relacionada con las características dinámicas del sistema estructural es minimizada (o maximizada). En este caso, las posiciones de los sensores son definidas como una variable discreta a ser optimizada, con un numero de restricciones, que incluyen el número de sensores y el intervalo de coordenadas dentro de la estructura en el cual estos pueden colocarse. Algunos de los diferentes criterios, o índices de desempeño conducentes a diferentes funciones objetivo han sido usados para resolver el problema de OSP, pero con un objetivo común: obtener el máximo posible de información acerca del comportamiento dinámico de la estructura. Entre todas las estrategias para resolver el problema de OSP, resaltan las funciones objetivo para el error medio cuadrático (MSE), el criterio de aseguramiento modal (MAC), el determinante de la matriz de información de Fisher (FIM) y la información de entropía (IE). También, funciones objetivo basadas en la energía cinética modal y la energía de deformación modal han sido usados. El presente trabajo describe y compara la formulación de tales criterios con respecto a sus resultados de aplicación para una estructura simple y extrae conclusiones y recomendaciones.

About The Speaker

Ernesto Luciano Chagoyén Méndez

Dr. Ernesto Luciano Chagoyén Méndez

UCLV Flag of Cuba


Practical Info
Spanish / Español
November 25, 2021 12:30 PM
15 minutes
Sala Polivalente A
Authors
Alexis Claro Dumenigo
Dr. Ernesto Luciano Chagoyén Méndez
Iván Negrin Diaz
Jorge Orlando Hernández Gómez
Keywords
criterio fim
criterio ie.
criterio mac
fim criterion
ie criterion.
mac criterion
optimal sensor placement problem; structural health monitoring; mse criterion
problema de posicionamiento optimo de sensores; monitoreo estructural; criterio mse