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。
在北京科尚儀(yi) 器官網發布模態空間係列文章及其中文翻譯，得到了Peter Avitabile教授的書(shu) 麵授權，Peter Avitabile教授擁有文章全部權利，北京科尚儀(yi) 器隻為(wei) 學習(xi) 教育目的而使用它們(men) 。如您轉載此係列中文翻譯，請保留本段的描述信息。
模態空間係列（四十四）趣味解讀模態空間--進行錘擊試驗時輸入譜看起來失真了 – 你認為(wei) 我的FFT分析儀(yi) 有問題嗎？
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我進行錘擊試驗時，輸入譜看起來失真了 – 你認為(wei) 我的FFT分析儀(yi) 有問題嗎？
我們(men) 做個(ge) 測試，看一看到底是怎麽(me) 回事？
搞清楚這到底是怎麽(me) 回事的方法是做點故障排查。但是當然了，我們(men) 對於(yu) 正確的答案應該是什麽(me) 必須有所了解。嗯…對錘擊試驗，時域內(nei) 的力應該僅(jin) 僅(jin) 是一個(ge) 在很短時間範圍內(nei) 的簡單脈衝(chong) 。並且得到的頻譜應該是一個(ge) 在一定頻率範圍內(nei) 相對平坦的輸入輪廓。輸入譜的寬度跟脈衝(chong) 時間直接相關(guan) 。基本上，時域內(nei) 的脈衝(chong) 越短，激起的頻率範圍越寬。並且相反地，時域內(nei) 的脈衝(chong) 越寬，激起的頻率範圍月窄。至少這就是我們(men) 希望得到的。那麽(me) 現在我們(men) 下到試驗室，用你的分析儀(yi) 采一些測量結果來看一看這是否是我們(men) 得到的。（在這篇文章中，我將盡力複現在一個(ge) 特定的試驗室的試驗過程中實際上所觀察到的東(dong) 西。但是我不能完全相同地重現所發生的事情，這是由於(yu) FFT硬件是不同的。）對於(yu) 這個(ge) 試驗，將利用一般經典的衝(chong) 擊力錘，被測結構隻是一個(ge) 典型結構，上麵安裝了一個(ge) 加速度計。
錘擊力如圖1所示，同時顯示了時域響應（上麵黑色的兩(liang) 條曲線）。現在時域信號看起來還不錯。衝(chong) 擊信號是一個(ge) 尖的脈衝(chong) ，在整個(ge) 時間範圍內(nei) 帶有相對平直的零信號。對於(yu) 響應信號，係統的自由衰減響應看起來還不錯，但是可能需要加窗來減少泄漏。
輸入譜（在下部的曲線中顯示為(wei) 藍色，並且標識為(wei) 失真的力譜）也是相當的平坦，如同預期的那樣帶點滾降。但是有一點要注意的是，在頻譜上的非常低頻的部分有一個(ge) 明顯的脈衝(chong) ，看起來不正確。這絕對不是我們(men) 期望的，並且可能是你谘詢關(guan) 於(yu) 這個(ge) 測量結果問題的原因。這需要深入研究。
圖1 – 時域衝(chong) 擊力，阻尼衰減的加速度計響應和力譜（正確的和失真的）
現在我們(men) 回到時域信號，對測得的信號做些研究。要檢查的第1件事是，輸入傳(chuan) 感器是否具有合適的信號，另外電路是否可能有問題（也就是，檢查傳(chuan) 感器的飽和以及檢查電纜，電池，等等）。通常FFT分析儀(yi) 設置成某種時域采集模式來觀察時域信號，就像是在一個(ge) 示波器上能做的那樣。隻要看上去是合適的信號，你就可以著手討論信號的FFT表示。
時域信號看起來是恰當的…但是需要問一個(ge) 問題，測得的數據是否已經加了某種窗函數。對這個(ge) 分析儀(yi) ，根據分析儀(yi) 窗函數設置，這裏似乎沒有加任何的窗到力輸入信號上去。但是響應信號可能需要加窗。然而，在很多FFT分析儀(yi) 上力和響應的窗函數的標簽常常含混不清。大多數時候標簽有意義(yi) ，但分析儀(yi) 軟件使用的標簽常常沒有非常清楚地指明所采用的窗函數。
在這種特殊情況下，輸入信號被標識為(wei) 不需要任何的窗函數 – 力通道上的標簽指出了某種類似於(yu) “僅(jin) 有響應窗”的東(dong) 西。現在這個(ge) 標簽令我感到困惑。這個(ge) 標簽可能意味著“僅(jin) 有一個(ge) 窗函數被施加到響應通道上” – 或者它還能表示其他意思嗎？當然，我們(men) 應該翻開用戶手冊(ce) ，閱讀與(yu) 這個(ge) 特殊的窗設置有關(guan) 的段落。但是很多時候，一個(ge) 典型的用戶可能認為(wei) 他了解所有的按鈕/標簽是什麽(me) 意思，因為(wei) 他熟悉早期用過的其他FFT分析儀(yi) 設備，並且認為(wei) 沒有必要閱讀用戶手冊(ce) 。另一方麵，用戶手冊(ce) 手冊(ce) 有時候同樣令人困惑。當我開始閱讀時，經常被用戶手冊(ce) 的信息搞得更為(wei) 暈菜。
所以，我通常采取一種非常簡單的“看著鍵盤找字”的方法。也就是，選擇一個(ge) 要修改的參數，而其他參數保持不變。在衝(chong) 擊力錘的情況下，首先要檢查的是確保力傳(chuan) 感器沒有損壞 – 檢查的簡單的事情是換用另一把力錘，以及電纜和信號調理儀(yi) 。
下一步的檢查是FFT采集係統的設置。力通道的分析儀(yi) 窗函數設置為(wei) “僅(jin) 是響應窗（response only window）”。響應窗函數同樣可以改變 – 但是我們(men) 的初步印象是對輸入力譜不需要做任何事情。起初響應窗函數設置為(wei) 漢寧窗，這顯然是錯誤的 – 對於(yu) 某些其他的測試，例如處理隨機類型的信號，這可能是默認的設置。窗應該是或者沒有窗或者是指數窗。作為(wei) 第1次檢查，選擇矩形窗（並且應該首先這麽(me) 做，即使後麵要求加指數窗）。現在響應信號看上去跟先前觀察到的一樣。
現在這樣是不行的，因為(wei) 先前加了漢寧窗。嗯，事實證明起初的信號被作為(wei) “無窗的”信號，這是很多分析儀(yi) 的默認設置 – 在某些分析儀(yi) 上為(wei) 了觀察加窗的信號，必須選擇專(zhuan) 門的設置。盡管響應信號明顯受到加窗的影響，有趣的發現是，輸入通道上的力譜看上去同樣受響應通道上的窗函數的影響！力譜譜如圖1下部的曲線所示（顯示為(wei) 紅色，標識為(wei) 正確的力譜）。當改變響應窗時，輸入通道上的力譜會(hui) 如何改變呢？
分析儀(yi) 壞了嗎？你應當給製造商報告這個(ge) 瑕疵嗎？嗯 – 實際上不用！在很多FFT分析儀(yi) 上，通常施加響應窗到響應信號上，為(wei) 了正確地計算輸出跟輸入的比值，同時響應窗也加到力信號上了（通常這麽(me) 做是為(wei) 了避免僅(jin) 僅(jin) 加窗到輸出響應上去所導致的失真 – 有理論證明這是有道理的，但這裏我們(men) 不需要討論它們(men) ）。這裏重要的問題是，在很多（但不是所有的）FFT分析儀(yi) 上，響應窗不但加到了輸入通道上而且加到了輸出通道上。所以現在我們(men) 可以看出為(wei) 什麽(me) 起初的力譜失真了 – 現在清楚“僅(jin) 有響應窗”到底是什麽(me) 意思了。起初的FFT分析儀(yi) 采取漢寧窗作為(wei) 默認設置 – 加到響應通道上。盡管被評估的通道僅(jin) 僅(jin) 是力通道，窗對於(yu) 響應通道的影響也同等重要。
當利用FFT分析儀(yi) 進行任何測試的時候，你需要非常的小心。你需要確認你了解如何操作分析儀(yi) – 很多分析儀(yi) 具有很多不同的特點，並且不是所有的分析儀(yi) 都是一樣的。無疑，進行一些像這裏做的那樣的簡單檢查，使自己確信測量結果是按照有意義(yi) 的方式采集的。
我希望我已經回答了你的問題，關(guan) 於(yu) 這種測量結果影響的問題。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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