模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章。Peter Avitabile教授是美國麻省大學(xué)洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機(jī)械工程系結(jié)構(gòu)動力學(xué)和聲學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的副主任弯洗，以及模態(tài)分析和控制實(shí)驗(yàn)室的主任旅急。Peter Avitabile教授以略帶口語化、生動而又幽默的語言牡整，在每篇文章中集中介紹試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的一個主題藐吮，是非常好的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的入門文章。它涉及到了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方方面面逃贝，是模態(tài)試驗(yàn)新手的入門材料谣辞，學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗(yàn)?zāi)B(tài)，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)沐扳。
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模態(tài)空間系列（八十七）趣味解讀模態(tài)空間 - 如果你沒有在共振頻率上激勵結(jié)構(gòu)祈餐，那你怎么知道它是什么？
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如果你沒有在共振頻率上激勵結(jié)構(gòu)，那你怎么知道它是什么芭逝？
這個問題很重要塌碌，要討論。
嗯旬盯，我發(fā)現(xiàn)這是一個人們經(jīng)常感到迷惑的地方台妆。很多時候我聽到有人說他們需要微調(diào)激振頻率，這樣他們可以恰好在固有頻率上的激勵胖翰，否則將不能正確地識別頻率接剩。我還聽到有人說激勵方法必須在所有頻率上具有寬帶能量，否則將不能被恰當(dāng)?shù)丶钕到y(tǒng)萨咳。
有一個錯誤的想法認(rèn)為激勵頻率必須準(zhǔn)確地在固有頻率上懊缺，否則結(jié)果無效。嗯培他，對于做頻響試驗(yàn)的方法鹃两，以及如何從測得的數(shù)據(jù)中提取參數(shù)來估計(jì)系統(tǒng)的頻率和阻尼，這真的不是個問題舀凛。
所以我們討論一下這個問題俊扳，幫助你理解試驗(yàn)時為什么真的沒有必要準(zhǔn)確地在固有頻率上激勵結(jié)構(gòu) – 但是我們必須保證采集的數(shù)據(jù)是好的，因?yàn)槌撕脭?shù)據(jù)之外猛遍，別無替代馋记。
現(xiàn)在，我們大體回顧一下一些東西懊烤，它稍為簡單而且易于被大多數(shù)人所理解梯醒。我們來看一條非常簡單的擬合測試數(shù)據(jù)的直線。對圖1所示的數(shù)據(jù)腌紧，我們要進(jìn)行平方誤差z小化的工作∪紫埃現(xiàn)在我們知道對數(shù)據(jù)可以擬合任意的曲線，但對于這組數(shù)據(jù)壁肋，看上去一階擬合更有道理逮光。當(dāng)然，我們要用到模型是
有兩個參數(shù)確定這條直線墩划，也就是斜率和y截距涕刚。
數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的擬合如同1所示。現(xiàn)在仔細(xì)觀察這個數(shù)據(jù)乙帮。我們知道可以計(jì)算斜率杜漠，但是我們真的曾經(jīng)測試過斜率嗎？真的沒有 — 我們測量數(shù)據(jù)，然后用一個數(shù)學(xué)函數(shù)去擬合那個數(shù)據(jù)驾茴，接下來再用它得到斜率 – 但從技術(shù)上講盼樟，我們沒有測量斜率。下面再看看y截距锈至。如果仔細(xì)觀察晨缴，你會發(fā)現(xiàn)我們從來沒有測量直接得到y(tǒng)截距的數(shù)據(jù)。但無疑我們可以說我們能夠得到y(tǒng)截距峡捡，但我們真的從來沒有實(shí)際去測量它击碗，不是嗎？我們再稍稍進(jìn)一步來看看如果對于給定的x值们拙，我們可以得到y(tǒng)函數(shù)的值稍途，比如說0.707。但對于那個特別的x值砚婆，我們從來沒有實(shí)際去測量這個函數(shù) – 但我們可以說械拍，根據(jù)我們擬合的函數(shù)，我們知道它將會是什么装盯。我認(rèn)為對于這些說法以及我們得到的值坷虑，我們都很坦然 – 是吧？
圖1 – 簡單的直線擬合示例
所以現(xiàn)在我們將這個邏輯加到用來代表單自由度頻響函數(shù)的數(shù)學(xué)函數(shù)上埂奈。對這個單自由度系統(tǒng)迄损，可以按照部分分式的形式寫出系統(tǒng)傳遞函數(shù)，形如
首先需要認(rèn)識到挥转，這個函數(shù)是寫成頻率的函數(shù)，它包含2個常數(shù)共屈，ji點(diǎn)绑谣，p，留數(shù)拗引，r借宵；它們是我們需要提取的兩個參數(shù)（就如同對于直線，我們對斜率和y截距做的那樣）》鳎現(xiàn)在我們可以在一系列delta f間隔的頻率上求這個函數(shù)的值壤玫。如圖2所示。當(dāng)測量頻響函數(shù)時哼凯，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)是我們采集的欲间。我們可以對這個數(shù)據(jù)擬合一條曲線并提取感興趣的參數(shù)，其中這條曲線是復(fù)值頻響函數(shù)断部。
這里對頻響函數(shù)猎贴，我可以下相同的結(jié)論，這個結(jié)論對于直線已經(jīng)下過。對測得的數(shù)據(jù)我們要擬合一條曲線她渴，并提取定義那條曲線的幾個關(guān)鍵參數(shù)达址。它們也就是ji點(diǎn)和留數(shù)。就如同對于直線我們討論的那樣趁耗，為了得到j(luò)i點(diǎn)或留數(shù)的估計(jì)沉唠，我不需要一個準(zhǔn)確地位于固有頻率上的數(shù)據(jù)點(diǎn)。只要我有代表這個函數(shù)的良好數(shù)據(jù)就可以了苛败，對測得的數(shù)據(jù)满葛，可以擬合這個簡單的單自由度模型來提取感興趣的參數(shù)，它們是ji點(diǎn)和留數(shù)著拭。
圖2 – 概念的單自由度擬合
現(xiàn)在我當(dāng)然可以將這一點(diǎn)從單自由度系統(tǒng)擴(kuò)展到多自由度系統(tǒng)纱扭，并且只是問題在數(shù)學(xué)上變得更為復(fù)雜一些罷了 – 但總體上講這是相同的過程。一個多自由度頻響函數(shù)測量結(jié)果如圖3所示儡遮。
圖3 – 概念的多自由度擬合
按照選定的頻率間隔采集數(shù)據(jù)乳蛾，并且對于從參數(shù)估計(jì)過程中獲得模態(tài)，沒有必要保證頻率數(shù)據(jù)點(diǎn)正好跟精確的固有頻率一樣鄙币。但確定無疑我必須提醒各位肃叶，為了提取留數(shù)和ji點(diǎn)，必須用z好的測量方法得到采集的數(shù)據(jù)十嘿，以保證在采集的數(shù)據(jù)和用來描述數(shù)據(jù)的曲線之間的誤差很小因惭。
所以我希望這一個不太多的解釋有助于搞清這個事實(shí)，測量數(shù)據(jù)沒有必要正好處在系統(tǒng)的精確固有頻率上绩衷。模態(tài)參數(shù)估計(jì)過程（實(shí)際上它不過是一個非常精巧的平方誤差z小化的過程）可以提取這些參數(shù)蹦魔，也就是ji點(diǎn)和留數(shù)。如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題咳燕，盡管問我好了勿决。
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模態(tài)激勵全新的解決方案-WaveHitMAX自動脈沖錘
實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵，昊量光電新推出的這款智能沖擊錘的發(fā)明為結(jié)構(gòu)動力學(xué)應(yīng)用提供了機(jī)械激勵的新途徑顶籽。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號玩般。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動、可重復(fù)和高精度激勵礼饱，而沒有雙重打擊壤短。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間设拟，設(shè)置撞擊次數(shù)、沖擊力和撞擊之間的延遲時間久脯。所有的預(yù)置纳胧，如零點(diǎn)或沖擊力搜索，都是由錘子自動完成的帘撰。用戶不再需要手動調(diào)整跑慕。
針對全自動沖擊錘的研制，WaveHitMAX采用包括整個運(yùn)動控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問題摧找。
圖1. 用于脈沖錘內(nèi)部運(yùn)動控制的傳感器-執(zhí)行器控制回路示意圖
對新型沖脈沖錘WaveHitMAX的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)核行，使傳感器信號作為運(yùn)動控制單元的主要輸入?yún)?shù)。這樣蹬耘，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點(diǎn)芝雪，在那里，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件综苔，手臂的移動方向可以反轉(zhuǎn)惩系。
與半自動沖擊錘相比，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能如筛。內(nèi)部信號處理的優(yōu)點(diǎn)有:
? 全自動單擊
? 自動搜索用戶自定義的沖擊力
? 自動零點(diǎn)搜索
? 確認(rèn)對質(zhì)量保證的影響
? 更改錘頭與測試對象之間的位置堡牡，無需重新設(shè)置
WaveHitMAX自動模態(tài)力錘可以通過以太網(wǎng)在Windows設(shè)備(PC或平板電腦)上通過包含的軟件快速、輕松地操作杨刨。
自動模態(tài)脈沖錘特點(diǎn)：
? 自動零點(diǎn)搜索
? 可重復(fù)的單擊激發(fā)
? 內(nèi)部傳感器評估和過程控制
? 自動搜索和調(diào)整沖擊力
? 位置的變化是自動預(yù)測的
? 通過附件配置脈沖特性
? 通過遠(yuǎn)程控制或集成到客戶系統(tǒng)中來觸發(fā)功能
? 在德國設(shè)計(jì)和組裝
? CE認(rèn)證
1.確保單次激發(fā)
雙重撞擊激勵可以在時域和頻域檢測到
2.豐富的配件支持
不同的傳感器-尖端-配重的組合晤柄。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘，在全新的AI智能脈沖領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)真正意義上的全自動智能脈沖錘妖胀！
如果您對WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣芥颈，請?jiān)L問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁：
http://www.wjjzl.com/details-1495.html
關(guān)于Gfai tech
Gfai tech GmbH一直在生產(chǎn)和銷售"德國制造"的聲音和振動測量和分析創(chuàng)新產(chǎn)品超過15年。作為應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)促進(jìn)會（GFai）的100%子公司赚抡，它始終以行業(yè)為導(dǎo)向和以應(yīng)用為導(dǎo)向爬坑。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學(xué)攝像機(jī)而聞名，用于聲源的定位怕品，可視化和分析妇垢。如今巾遭，該產(chǎn)品組合還包括實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測肉康、分析和評估聲學(xué)測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案。我們的測量解決方案應(yīng)用于汽車灼舍、工業(yè)吼和、空中交通、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪骑素、錯誤檢測和聲音設(shè)計(jì)炫乓。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國大陸地區(qū)的代理商，為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)。對于WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣或者任何問題末捣，都?xì)g迎通過電話侠姑、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系。
更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
關(guān)于昊量光電：
上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商箩做，產(chǎn)品包括各類激光器莽红、光電調(diào)制器、光學(xué)測量設(shè)備邦邦、光學(xué)元件等安吁，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工、光通訊燃辖、生物醫(yī)療鬼店、科學(xué)研究、國防黔龟、量子光學(xué)妇智、生物顯微、物聯(lián)傳感捌锭、激光制造等俘陷；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝，培訓(xùn)观谦，硬件開發(fā)拉盾，軟件開發(fā)，系統(tǒng)集成等服務(wù)豁状。
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