模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章浮毯。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(dòng)力學(xué)和聲學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的副主任完疫，以及模態(tài)分析和控制實(shí)驗(yàn)室的主任。Peter Avitabile教授以略帶口語化债蓝、生動(dòng)而又幽默的語言壳鹤，在每篇文章中集中介紹試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的一個(gè)主題，是非常好的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的入門文章饰迹。它涉及到了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方方面面芳誓，是模態(tài)試驗(yàn)新手的入門材料，學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗(yàn)?zāi)B(tài)啊鸭，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)锹淌。
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模態(tài)空間系列（二十）趣味解讀模態(tài)空間--錘擊試驗(yàn)時(shí)，加指數(shù)窗會(huì)帶來什么問題嗎政恍？
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錘擊試驗(yàn)時(shí)铣焊，加指數(shù)窗會(huì)帶來什么問題嗎逊朽？
那我們就討論一下這個(gè)問題吧。
如果指數(shù)窗使用不當(dāng)曲伊，會(huì)帶來某些問題叽讳。如果需要過大的阻尼來減少泄漏的影響，那么你要承擔(dān)丟掉密集模態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)坟募。這里用多個(gè)例子來說明關(guān)于窗函數(shù)的使用岛蚤，以及如果沒有合理使用指數(shù)窗會(huì)發(fā)生什么情況。
首先懈糯，我要清晰地表明我的觀點(diǎn)：很多沖擊試驗(yàn)情況下涤妒，有必要使用指數(shù)窗。但是赚哗，在施加任何窗函數(shù)之前她紫，還是要嘗試其他辦法來減少測(cè)量結(jié)果中的泄漏為好。在施加阻尼窗之前屿储，增加譜線條數(shù)或者帶寬減半是兩件總要研究的事情贿讹。這兩種情況實(shí)質(zhì)上將增加采集數(shù)據(jù)的總時(shí)間。這通常有助于允許系統(tǒng)的響應(yīng)在采樣周期結(jié)束之前自然衰減到零够掠。如果這樣民褂，就沒有必要用指數(shù)窗了。
但是疯潭，如果在采樣周期結(jié)束的時(shí)候赊堪，響應(yīng)仍然沒有衰減到零，那么指數(shù)窗是有必要的袁勺。采取前面兩項(xiàng)措施（上面提到過的）作為可能的方法來減少泄漏問題以后才可以施加指數(shù)窗雹食。不先觀察時(shí)域響應(yīng)就隨意使用指數(shù)窗作為測(cè)量過程的第1個(gè)步驟是不推薦的。讓我們通過簡(jiǎn)單例子來考察這個(gè)問題期丰。
對(duì)一個(gè)非常簡(jiǎn)單的群叶，小阻尼結(jié)構(gòu)進(jìn)行錘擊測(cè)試。400Hz帶寬選作信號(hào)處理參數(shù)钝荡，zui后得到1.0秒的時(shí)間窗街立。由于這個(gè)結(jié)構(gòu)預(yù)計(jì)在采樣時(shí)段結(jié)束的時(shí)候還有響應(yīng)沒有衰減到零，施加指數(shù)窗埠通，這樣加窗后的響應(yīng)在采樣時(shí)段結(jié)束的時(shí)候應(yīng)該衰減到一個(gè)非常小的數(shù)值赎离，這樣就減少了泄漏的影響。錘擊激勵(lì)端辱、加窗后的指數(shù)衰減響應(yīng)以及頻響函數(shù)如圖1所示梁剔。這個(gè)測(cè)量結(jié)果表面上看起來可以接受虽画。[注意輸入譜（沒有顯示出來）在整個(gè)頻率范圍內(nèi)相當(dāng)平坦，這樣可以充分激勵(lì)起這個(gè)結(jié)構(gòu)荣病。另外也注意到相干（沒有顯示出來）也認(rèn)為是非陈胱可以接受的。
從各方面來看个盆，這個(gè)測(cè)量結(jié)果看上去很讓人接受脖岛。但我們需要從更深的層次上來觀察這個(gè)測(cè)量結(jié)果。首先颊亮，我們考慮相同的測(cè)量結(jié)果但是添加更大的阻尼到響應(yīng)信號(hào)中去柴梆。圖2顯示了相同的數(shù)據(jù)，但是指數(shù)窗的阻尼值更大终惑。與圖1中所示的頻響相比绍在，這個(gè)信號(hào)的錘擊測(cè)量結(jié)果得到的頻響很明顯地具有更大的阻尼。頻響的峰值表明了這種影響雹有；注意因?yàn)樽枘岽暗倪^度使用揣苏，峰更寬了。
現(xiàn)在件舵，我們更深入地探究一下這個(gè)測(cè)量結(jié)果，并且嘗試一些可能的信號(hào)處理參數(shù)脯厨。為了不用阻尼窗铅祸，要么減少帶寬要么增加譜線條數(shù)。這二者的改變zui終都增加了采集樣本數(shù)據(jù)所需的總時(shí)間合武。如果總時(shí)間增加了临梗，那么就不那么需要對(duì)采集的時(shí)域數(shù)據(jù)施加大的阻尼窗了。
圖3顯示了譜線/時(shí)間條數(shù)增加一倍的情況稼跳。時(shí)域樣本點(diǎn)從1.0秒增加到2.0秒盟庞。盡管仍然需要一個(gè)指數(shù)窗來減少泄漏，但是加到測(cè)量結(jié)果上的總體阻尼影響遠(yuǎn)小于前面圖1和圖2中所示的測(cè)量結(jié)果汤善。
圖3中zui需要注意的一點(diǎn)是頻響函數(shù)中在第1個(gè)峰附近看上去像是一階模態(tài)實(shí)際上是結(jié)構(gòu)的兩階緊鄰模態(tài)什猖。圖1和圖2中加指數(shù)窗的結(jié)果是在頻響函數(shù)第1個(gè)峰附近看上去像是只有一階模態(tài)。阻尼窗的使用導(dǎo)致了完全不同的兩階模態(tài)在頻響函數(shù)中看起來像是只有一個(gè)峰红淡。
盡管需要阻尼窗來減少泄漏不狮，但是窗函數(shù)使得圖1和圖2 中的實(shí)際頻響函數(shù)發(fā)生了失真，以至于難以觀察在這個(gè)頻率附近存在的兩個(gè)峰在旱。盡管從信號(hào)處理的考慮來看摇零，是需要使用指數(shù)窗的，但是當(dāng)評(píng)價(jià)如本例所示的小阻尼結(jié)構(gòu)以及密集模態(tài)的時(shí)候桶蝎，它也帶來一些很大的麻煩驻仅。
好了谅畅，我希望你能理解本例中指數(shù)窗的某些影響。盡管或許需要指數(shù)窗來減少泄漏的影響噪服，但是窗函數(shù)的使用也可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果中的模態(tài)丟失或者失真毡泻。進(jìn)行錘擊試驗(yàn)使用窗函數(shù)時(shí)，非常小心是很重要的芯咧。如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題牙捉，盡管問我好了。
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模態(tài)激勵(lì)全新的解決方案-WaveHitMAX自動(dòng)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(lì)英染，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(dòng)力學(xué)應(yīng)用提供了機(jī)械激勵(lì)的新途徑揽惹。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號(hào)。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測(cè)試對(duì)象的全自動(dòng)四康、可重復(fù)和高精度激勵(lì)搪搏，而沒有雙重打擊。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時(shí)間闪金，設(shè)置撞擊次數(shù)疯溺、沖擊力和撞擊之間的延遲時(shí)間。所有的預(yù)置哎垦，如零點(diǎn)或沖擊力搜索囱嫩，都是由錘子自動(dòng)完成的。用戶不再需要手動(dòng)調(diào)整漏设。
針對(duì)全自動(dòng)沖擊錘的研制墨闲，WaveHitMAX采用包括整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問題。
圖1. 用于脈沖錘內(nèi)部運(yùn)動(dòng)控制的傳感器-執(zhí)行器控制回路示意圖
對(duì)新型沖脈沖錘WaveHitMAX的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)郑口，使傳感器信號(hào)作為運(yùn)動(dòng)控制單元的主要輸入?yún)?shù)鸳碧。這樣，脈沖錘的手臂可以向上移動(dòng)到試件的命中點(diǎn)潘酗，在那里杆兵，通過力傳感器信號(hào)中的特征變化檢測(cè)到接觸事件，手臂的移動(dòng)方向可以反轉(zhuǎn)仔夺。
與半自動(dòng)沖擊錘相比琐脏，WaveHitMAX自動(dòng)脈沖錘具有新的功能。內(nèi)部信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)有:
? 全自動(dòng)單擊
? 自動(dòng)搜索用戶自定義的沖擊力
? 自動(dòng)零點(diǎn)搜索
? 確認(rèn)對(duì)質(zhì)量保證的影響
? 更改錘頭與測(cè)試對(duì)象之間的位置，無需重新設(shè)置
WaveHitMAX自動(dòng)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日裙、輕松地操作吹艇。
自動(dòng)模態(tài)脈沖錘特點(diǎn)：
? 自動(dòng)零點(diǎn)搜索
? 可重復(fù)的單擊激發(fā)
? 內(nèi)部傳感器評(píng)估和過程控制
? 自動(dòng)搜索和調(diào)整沖擊力
? 位置的變化是自動(dòng)預(yù)測(cè)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(lì)可以在時(shí)域和頻域檢測(cè)到
2.豐富的配件支持
不同的傳感器-尖端-配重的組合。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動(dòng)沖擊測(cè)試的智能脈沖錘昂拂，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(dòng)智能脈沖錘受神！
如果您對(duì)WaveHitMAX-全自動(dòng)沖擊測(cè)試的智能脈沖錘有興趣，請(qǐng)?jiān)L問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁：
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Gfai tech GmbH一直在生產(chǎn)和銷售"德國制造"的聲音和振動(dòng)測(cè)量和分析創(chuàng)新產(chǎn)品超過15年格侯。作為應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（GFai）的100%子公司鼻听，它始終以行業(yè)為導(dǎo)向和以應(yīng)用為導(dǎo)向。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學(xué)攝像機(jī)而聞名联四，用于聲源的定位撑碴，可視化和分析。如今朝墩，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(cè)醉拓、分析和評(píng)估聲學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案。我們的測(cè)量解決方案應(yīng)用于汽車收苏、工業(yè)亿卤、空中交通、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪鹿霸、錯(cuò)誤檢測(cè)和聲音設(shè)計(jì)排吴。
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)懦鼠。對(duì)于WaveHitMAX-全自動(dòng)沖擊測(cè)試的智能脈沖錘有興趣或者任何問題傍念，都?xì)g迎通過電話、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系葛闷。
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