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洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機械工程系結構動力學和聲學系統實驗室的副主任荠察，以及模態(tài)分析和控制實驗室的主任惭蹂。Peter Avitabile教授以略帶口語化、生動而又幽默的語言割粮，在每篇文章中集中介紹試驗模態(tài)分析的一個主題，是非常好的試驗模態(tài)分析的入門文章媚污。它涉及到了試驗模態(tài)分析的方方面面舀瓢，是模態(tài)試驗新手的入門材料，學習它有助于理解什么是試驗模態(tài)耗美，以及取得高質量的模態(tài)參數京髓。
在北京科尚儀器官網發(fā)布模態(tài)空間系列文章及其中文翻譯，得到了Peter Avitabile教授的書面授權商架，Peter Avitabile教授擁有文章全部權利堰怨，北京科尚儀器只為學習教育目的而使用它們。如您轉載此系列中文翻譯蛇摸，請保留本段的描述信息备图。
模態(tài)空間系列（三十六）趣味解讀模態(tài)空間--局部擬合和全局擬合之間有什么區(qū)別？
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局部擬合和全局擬合之間有什么區(qū)別敬辣？我們討論一下這個問題
這個問題問得好雪标。為了說明這個問題零院，需要幾個簡單方程，后面舉一個簡單的例子來說明區(qū)別村刨。我們回憶一下頻響函數告抄，它是
有很多“ij”（輸出-輸入）組合；可能的頻響矩陣如圖1所示烹困。
圖1 – 多自由度系統的頻響矩陣
現在每個頻響由ji點和留數確定。各個頻響都不同髓梅，因為留數不同拟蜻。這個說法是成立的，因為模態(tài)振型和留數之間有如下的關系
但是值得注意的是枯饿，從一個測量結果到下一個測量結果酝锅，頻響的分母是相同的，沒有發(fā)生改變奢方。由于各個測量結果的ji點不發(fā)生改變搔扁，因此可以講ji點是系統的“全局”屬性。這表示盡管從一個測量結果到下一個測量結果蟋字，留數改變了稿蹲，但如所期望，ji點不變 – 至少在理論上鹊奖！但是在實際的測量中苛聘，情況可能并非如此。實際上忠聚，從一個測量結果到下一個设哗，ji點可以改變。這會導致問題两蟀。
為了理解這點网梢，考慮將要用一條直線擬合的數據，如圖2所示÷柑海現在战虏，如果只是選擇了跟另外一組點（紅色）不一樣的2個點（藍色），那么從這兩個點計算得到的斜率和y-截距會大為不同欢瞪。換句話講活烙，在斜率和y-截距上，存在區(qū)別和不一致遣鼓，取決于用哪些數據來提取參數啸盏。當所有的數據按照zui小二乘方式一并使用時，得到斜率和y-截距的“zui優(yōu)的”總體估計骑祟。
如果不管其他頻響而對每個頻響進行單獨評估回懦，那么從測得的頻響進行模態(tài)參數的提取中可以看到相同的影響气笙。在估計出的ji點中可能有所區(qū)別，取決于用哪個頻響 – 但是理論指出應該不會產生這種區(qū)別怯晕。但是當利用實際測試結果提取模態(tài)參數潜圃，彼此獨立地考慮每個測量結果時，這正是實際所發(fā)生的舟茶。這被稱為“局部擬合”谭期。為了避免這個問題，所有的測量結果一并使用吧凉，作為一組隧出，以zui小二乘方式尋找zui優(yōu)ji點，來描述ji點的zui優(yōu)“全局”表達阀捅。一旦ji點估計出來之后胀瞪，接下來使用模態(tài)參數估計方程中的“全局”估計的ji點來估計留數。這是一種兩步法饲鄙，在這里首先估計系統的zui優(yōu)“全局”ji點凄诞，接下來利用估計出來的系統“全局”ji點來估計留數，ji點沒鎖定為固定值忍级，而不管每個測量結果可能會標出什么帆谍。這即全局擬合。
用一個簡單平面框架上的頻響測量結果來說明局部擬合和全局擬合之間的區(qū)別轴咱。幾個頻響如圖3所示既忆。在所示的帶寬內有5階不同的模態(tài)。注意上面的2個頻響顯示出了結構的各階模態(tài)的全部峰嗦玖，但是下面的2個頻響沒有含有上面2幅圖中每個頻率上的所有峰。（這是由于某些測量結果位于某些模態(tài)的ji點上跃脊。）
現在如果在某個特定的測量結果中沒有峰宇挫，那么怎么能估計出ji點值呢？這提出了一個嚴重的問題酪术，并且正是這些情況器瘪，局部擬合失靈了。如果在這種類型的數據上進行局部擬合绘雁，那么根據單個頻響局部擬合方法估計出來的模態(tài)參數可能含有糟糕的提取值橡疼，因為ji點估計得很糟糕。利用一種局部擬合技術來估計平面框架結構的模態(tài)參數庐舟。模態(tài)振型如圖4所示欣除。
注意，注意在模態(tài)振型上有幾個位置挪略，數據看上去跟預期的模態(tài)振型不一致历帚。模態(tài)振型失真了滔岳。已經搞清楚，這些點與結構的模態(tài)節(jié)點相對應挽牢。（對局部擬合谱煤，這是一個人所周知的問題。）
相同組的頻響用于全局擬合禽拔。首先刘离，估計系統的zui優(yōu)全局ji點，接著在第二步中利用全部頻響測量結果的全局ji點來估計留數睹栖。模態(tài)振型如圖5所示硫惕。注意，這些模態(tài)振型是平面框架結構的預期振型磨淌。
現在根據這個例子疲憋，顯然，全局擬合得出更好的結果梁只。但是缚柳，當采集數據時，必須小心以保證數據滿足全局擬合的要求 – 在所有采集的測量結果中搪锣，模態(tài)必須是全局的秋忙！如果數據不一致，則估計過程中可能會產生誤差构舟。必須小心地采集頻響數據灰追，滿足全局數據縮減過程所需的全局特性。
我希望這個解釋澄清了你的問題狗超。如果你有關于模態(tài)分析的任何其他問題弹澎，盡管問我好了。
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模態(tài)激勵全新的解決方案-WaveHitMAX自動脈沖錘
實驗模態(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵竿屹，昊量光電新推出的這款智能沖擊錘的發(fā)明為結構動力學應用提供了機械激勵的新途徑报强。智能意味著設備內部處理信號。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動拱燃、可重復和高精度激勵秉溉，而沒有雙重打擊。用戶可以根據不同的阻尼/延遲時間，設置撞擊次數坚嗜、沖擊力和撞擊之間的延遲時間夯膀。所有的預置，如零點或沖擊力搜索苍蔬，都是由錘子自動完成的诱建。用戶不再需要手動調整。
針對全自動沖擊錘的研制碟绑，WaveHitMAX采用包括整個運動控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問題俺猿。
圖1. 用于脈沖錘內部運動控制的傳感器-執(zhí)行器控制回路示意圖
對新型沖脈沖錘WaveHitMAX的系統設計進行了改進，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入參數格仲。這樣押袍，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點，在那里凯肋，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件谊惭，手臂的移動方向可以反轉。
與半自動沖擊錘相比侮东，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能圈盔。內部信號處理的優(yōu)點有:
? 全自動單擊
? 自動搜索用戶自定義的沖擊力
? 自動零點搜索
? 確認對質量保證的影響
? 更改錘頭與測試對象之間的位置，無需重新設置
WaveHitMAX自動模態(tài)力錘可以通過以太網在Windows設備(PC或平板電腦)上通過包含的軟件快速悄雅、輕松地操作驱敲。
自動模態(tài)脈沖錘特點：
? 自動零點搜索
? 可重復的單擊激發(fā)
? 內部傳感器評估和過程控制
? 自動搜索和調整沖擊力
? 位置的變化是自動預測的
? 通過附件配置脈沖特性
? 通過遠程控制或集成到客戶系統中來觸發(fā)功能
? 在德國設計和組裝
? CE認證
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。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘宽闲，在全新的AI智能脈沖領域實現真正意義上的全自動智能脈沖錘众眨！
如果您對WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣，請訪問上海昊量光電的官方網頁：
http://www.wjjzl.com/details-1495.html
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Gfai tech以模塊化和靈活的聲學攝像機而聞名览徒，用于聲源的定位姚建，可視化和分析。如今吱殉，該產品組合還包括實驗模態(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測、分析和評估聲學測量數據的完整軟件解決方案厘托。我們的測量解決方案應用于汽車友雳、工業(yè)、空中交通铅匹、火車交通和研發(fā)領域的降噪押赊、錯誤檢測和聲音設計。
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)的選型以及技術服務流礁。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涕俗，都歡迎通過電話、電子郵件或者微信與我們聯系神帅。
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