模態空間係列（六）趣味解讀模態空間--哪種激振器激勵好？有何差別？

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模態空間係列（六）趣味解讀模態空間--哪種激振器激勵好？有何差別？

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。

哪種激振器激勵好？有何差別？嗯…問得好

讓我們(men) 討論不同的激勵技術吧。

讓我們(men) 討論一下當前模態分析常用的激勵技術。包括隨機、猝發隨機、正弦掃頻和數字步進正弦。但是在我們(men) 討論這些激勵技術之前，有點基礎知識需要先討論。我們(men) 設法對不同的技術進行分類，並解釋何時使用何種技術。首先，我們(men) 將激勵分成確定性激勵和不確定性（或隨機）激勵。

確定性信號是指在任意時刻上，可以用數學函數來描述的那類信號 — 可以確定它們(men) 。這類典型信號實際上是正弦的，例如正弦掃頻信號和數字步進正弦信號。另一方麵，隨機信號不能用數學函數來描述，而是更傾(qing) 向於(yu) 用它們(men) 的統計特性來描述。這類典型信號有隨機信號和猝發隨機信號。

一般情況下，我們(men) 對線性係統使用確定性信號。也利用確定性信號，通過進行線性度檢查來判斷一個(ge) 結構是否是線性的。我們(men) 利用隨機信號來平均掉因某些情況，如震顫，引起的係統輕微非線性。如果結構具有嚴(yan) 重的非線性，則我們(men) 需要停下來，考慮一下線性模態分析的結果在多大程度上有用。但是搞清楚這兩(liang) 類信號的差別，有助於(yu) 確定何種激勵技術可以得到z優(you) 的測量結果。針對被測係統，你或許希望記錄其線性，或者，你可能想對實際上有的少許輕微非線性進行線性化處理。

現在，我們(men) 首先考慮隨機激勵。當前對於(yu) 一般的振動測試，隨機信號国产成人在线观看免费网站的很廣泛。但是，對於(yu) 模態試驗中進行FRF測量結果的采集來講，沒有人認為(wei) 它是一種z優(you) 的技術（盡管它依然常被使用）。信號的隨機特性對結構進行激勵，幅值和相位不斷變化，同時采集到平均結果。這往往會(hui) 平均掉結構上可能存在的少許輕微非線性。盡管這是個(ge) 優(you) 點，但信號完全不滿足FFT處理的周期性要求。因此，泄漏是個(ge) 大問題。即使施加了漢寧窗，所得的FRFs也總會(hui) 受到泄漏的不良影響；會(hui) 影響峰的幅值，並且結構上的阻尼看起來變大了，這是泄漏和加窗效應引起來的。典型的測量順序如圖1所示。所得到的FRF和COH顯示在圖2中。注意，相幹在係統共振頻率附近是如何下降的。這是隨機激勵的特性。

現在，我們(men) 來考慮猝發隨機激勵。僅(jin) 有的差別是，隻在數據采集過程的一部分時間內(nei) 使用隨機信號。如果同時利用預觸發延遲，那麽(me) 在一個(ge) 采集時間段內(nei) ，可以觀測到完整的信號。因此，信號滿足FFT處理的周期性要求。這意味著不會(hui) 產(chan) 生泄漏，無需加窗。當然，輸入和響應信號二者都需要滿足這個(ge) 要求。對大多數結構，這點易於(yu) 滿足。這個(ge) 信號非常適合於(yu) 平均掉測量結果中可能存在的輕微非線性。一個(ge) 典型的時間測量結果顯示在圖3中。注意到，在采集時間範圍內(nei) ，激勵中斷以致響應信號也衰減到零。所得的FRF和COH顯示在圖4中。與(yu) 圖2相比較時，可以注意到測量結果和相幹的改善。譜峰更尖銳、更明確；在共振頻率附近，相幹格外地好。

目前，正弦掃頻是在信號分析儀(yi) 的一個(ge) 采樣時間範圍內(nei) ，從(cong) 低頻到高頻進行快速掃頻。信號重複發生，因此滿足FFT處理的周期性要求。這意味著沒有泄漏發生，無需加窗。當然，信號必須連續發生，這樣可以得到結構的穩態響應。所得的FRF和COH顯示在圖5中。這個(ge) 測量結果跟猝發隨機試驗得到的結果非常類似。利用這個(ge) 激勵技術，通過改變施加到係統的輸入力的幅度，很容易進行線性度檢查。

zui後，數字步進正弦技術要求如下，用一個(ge) 單頻的，與(yu) 信號分析儀(yi) 譜線相一致的信號來對結構進行激勵。因為(wei) 可以保證信號對於(yu) FFT處理是周期的，因此沒有泄漏發生，無需加窗。因為(wei) 在根本上講，它不是寬帶的，因此，此技術是所有技術中z慢的，因為(wei) 需要單獨求取每根譜線的數值。但是，它對於(yu) 記錄非線性是非常好的；並且，在上述所有激勵技術中，它有可能得到z優(you) 的測量結果。

對這些技術進行比較，如果係統是線性的，猝發隨機和正弦掃頻可以產(chan) 生類似的結果。一般來講，當使用隨機激勵時，隨機測量結果總是會(hui) 受到泄漏的不良影響，測量質量會(hui) 變糟糕。為(wei) 了說明使用隨機激勵時測量結果的糟糕狀況，根據係統第1階共振峰附近的放大圖形，圖6比較了隨機和猝發隨機技術。隨機信號方差很大，且在此共振頻率附近，譜峰失真（可知此處相幹變小）。實際上在那個(ge) 頻率附近，看上去幾乎像是有兩(liang) 階模態。顯然，這兩(liang) 個(ge) 測量結果中，猝發隨機測量結果更好些。

我們(men) 本可以花更多的時間來討論每種技術的所有細節（以及其它沒有提到的技術），但是當下沒有足夠的時間來麵麵俱到。下一次我們(men) 或許可以更詳盡地討論每種技術。但是這個(ge) 概述應該是講到了你所需要知道的內(nei) 容。如果你有模態分析方麵的其它任何問題，盡管問我好了。

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！

如果您對WaveHitMAX-全自動衝(chong) 擊測試的智能脈衝(chong) 錘有興(xing) 趣，請訪問上海昊量光電的官方網頁：

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