模態空間是Peter Avitabile教授發表的係列模態解讀文章。Peter Avitabile教授是美國麻省大學洛威爾校區UMASS Lowell機械工程係結構動力學和聲學係統實驗室的副主任，以及模態分析和控製實驗室的主任。Peter Avitabile教授以略帶口語化、生動而又幽默的語言，在每篇文章中集中介紹試驗模態分析的一個(ge) 主題，是非常好的試驗模態分析的入門文章。它涉及到了試驗模態分析的方方麵麵，是模態試驗新手的入門材料，學習(xi) 它有助於(yu) 理解什麽(me) 是試驗模態，以及取得高質量的模態參數。
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模態空間係列（十七）趣味解讀模態空間--為(wei) 什麽(me) 質量載荷和數據一致性對於(yu) 模態參數估計是如此重要？
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為(wei) 什麽(me) 質量載荷和數據一致性對於(yu) 模態參數估計是如此重要？
那我來解釋吧。
這又是一個(ge) 很好的問題，是人們(men) 進行模態參數估計時會(hui) 感到困惑的地方。當曲線擬合結果令人迷惑或者看上去不正常的時候，太多的時候是把這些效果歸咎於(yu) 噪聲或非線性。這常常是一句空洞的話，當不理解或者不能輕易解釋某些事物的時候，很多人使用這句話。那我們(men) 看一看為(wei) 什麽(me) 數據一致性很重要，質量載荷會(hui) 有什麽(me) 影響。
首先要記起的事情是，我們(men) 用以擬合數據的模型是根據一個(ge) 線性、對稱方程組，其中ji點（頻率和阻尼）定義(yi) 為(wei) 全局物理量，而且在方程的推導過程中假定互易性是本質固有的。現在隻要我們(men) 的數據跟那個(ge) 模型吻合，則萬(wan) 事大吉。但是，試驗和數據采集有影響怎麽(me) 辦？
我們(men) 來考慮一個(ge) 簡單平板的試驗設置，采用一套8通道的數據采集係統，通過兩(liang) 個(ge) 激振器激勵進行MIMO試驗。現在，如圖1所示，對安裝於(yu) 平板之上的6個(ge) 加速度計，我將利用高水準的測試技術來采集FRFs，以保證得到盡可能非常優(you) 的測量結果（第1次試驗時測量實心點，第2次試驗時測量其他點，並且通過在結構上移動加速度計來得到這些測點）。
圖2顯示的是模態指示函數，圖3是穩態圖。僅(jin) 僅(jin) 提取前2階模態的ji點（為(wei) 示意目的）。穩態圖非常清晰地指出了這兩(liang) 個(ge) ji點。注意，隨著模型階數的增加，很清晰地確定了ji點（跟求和函數重疊在一起）。一旦提取出ji點，就可以得到留數或振型，這樣就得到了與(yu) 這6個(ge) 測點相關(guan) 的模態數據。圖4顯示了一個(ge) 典型的曲線擬合。
可是，第1組數據僅(jin) 僅(jin) 包含6個(ge) 測點。為(wei) 了更好地確定模態振型，需要更多的測點。
對於(yu) 其餘(yu) 的測點，加速度計重新布置到圖示的測點上（空心點），這樣采集到了第2組MIMO測量結果。這一次也是僅(jin) 僅(jin) 利用第2組測點來提取ji點，並得到穩態圖。這一次也清晰地確定了了ji點，以及與(yu) 這6個(ge) 測點相關(guan) 的模態振型。（此處，沒有顯示這些測量結果，但其與(yu) 第1次情況類似。）但是這兩(liang) 組數據是分別求值來估計ji點和留數的。
現在，我們(men) 將這兩(liang) 組數據合在一起求值。重新計算模態指示函數和穩態圖。現在在相同的頻帶內(nei) ，我們(men) 在模態指示函數上看到的不是之前觀察到的2個(ge) 明顯的峰，反而是4個(ge) 明顯的峰（圖5）。之前用過的相同頻帶（圖6）現在指示出了4階模態，而不是2階模態！！！這怎麽(me) 可能？平板沒有變 — 不是嗎？
嗯，平板是沒有變 — 但試驗設置卻真真確確地改變了！移動的加速度計具有質量影響，引起了模態的些許遷移。所以當同時處理所有數據時，有些測量結果指示出ji點在某一個(ge) 頻率上，而其他測量結果卻指示出ji點在另外一個(ge) 頻率上。
那麽(me) 哪一個(ge) 是對的？好像兩(liang) 個(ge) 都不對。這是因為(wei) 試驗設置對係統的模態產(chan) 生了影響。問題是哪些ji點是正確的，可以用於(yu) 模態參數估計過程。嗯，對於(yu) 所有的測量結果，你確實不能確定一組全局的ji點，因為(wei) 它們(men) 對於(yu) 所有測量結果而言並不是“全局的”。實際上，在這種情況下，正確提取參數的辦法是，試驗過程中在結構上安裝上所有的測點（或者加上質量啞元），消除質量荷載的影響，來采集一組“一致”的數據。當然，有一個(ge) 非常重要的點要指出，由於(yu) 加上了所有的質量，我們(men) 已經改變了結構。但是，至少所有的數據將是一致的，不會(hui) 因為(wei) 質量荷載影響造成模態參數估計過程失真。
當然，真實結構具有關(guan) 於(yu) 噪聲、線性、時變等等方麵的各種測量問題。模態參數估計過程已經夠複雜的了。不要讓一些簡單問題將這個(ge) 過程進一步複雜化了，諸如質量荷載引起數據失真的問題。我希望這個(ge) 討論幫你解答了你的關(guan) 於(yu) 質量荷載和數據一致性為(wei) 什麽(me) 是如此重要的問題。如果你有關(guan) 於(yu) 模態分析的任何其他問題，盡管問我好了。
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模態激勵全新的解決(jue) 方案-WaveHitMAX自動脈衝(chong) 錘
實驗模態分析中必不可少的一環就是模態激勵，昊量光電新推出的這款智能衝(chong) 擊錘的發明為(wei) 結構動力學国产成人在线观看免费网站提供了機械激勵的新途徑。智能意味著設備內(nei) 部處理信號。模態錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動、可重複和高精度激勵，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、衝(chong) 擊力和撞擊之間的延遲時間。所有的預置，如零點或衝(chong) 擊力搜索，都是由錘子自動完成的。用戶不再需要手動調整。
針對全自動衝(chong) 擊錘的研製，WaveHitMAX采用包括整個(ge) 運動控製的閉環控製方法解決(jue) 了這一問題。
圖1. 用於(yu) 脈衝(chong) 錘內(nei) 部運動控製的傳(chuan) 感器-執行器控製回路示意圖
對新型衝(chong) 脈衝(chong) 錘WaveHitMAX的係統設計進行了改進，使傳(chuan) 感器信號作為(wei) 運動控製單元的主要輸入參數。這樣，脈衝(chong) 錘的手臂可以向上移動到試件的命中點，在那裏，通過力傳(chuan) 感器信號中的特征變化檢測到接觸事件，手臂的移動方向可以反轉。
與(yu) 半自動衝(chong) 擊錘相比，WaveHitMAX自動脈衝(chong) 錘具有新的功能。內(nei) 部信號處理的優(you) 點有:
• 全自動單擊
• 自動搜索用戶自定義(yi) 的衝(chong) 擊力
• 自動零點搜索
• 確認對質量保證的影響
• 更改錘頭與(yu) 測試對象之間的位置，無需重新設置
WaveHitMAX自動模態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、輕鬆地操作。
自動模態脈衝(chong) 錘特點：
• 自動零點搜索
• 可重複的單擊激發
• 內(nei) 部傳(chuan) 感器評估和過程控製
• 自動搜索和調整衝(chong) 擊力
• 位置的變化是自動預測的
• 通過附件配置脈衝(chong) 特性
• 通過遠程控製或集成到客戶係統中來觸發功能
• 在德國設計和組裝
• CE認證
1.確保單次激發
雙重撞擊激勵可以在時域和頻域檢測到
2.豐(feng) 富的配件支持
不同的傳(chuan) 感器-尖端-配重的組合。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用於(yu) 全自動衝(chong) 擊測試的智能脈衝(chong) 錘，在全新的AI智能脈衝(chong) 領域實現真正意義(yi) 上的全自動智能脈衝(chong) 錘！
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