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（二十）趣味解讀模態空間--錘擊試驗時，加指數窗會(hui) 帶來什麽(me) 問題嗎？
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錘擊試驗時，加指數窗會(hui) 帶來什麽(me) 問題嗎？
那我們(men) 就討論一下這個(ge) 問題吧。
如果指數窗使用不當，會(hui) 帶來某些問題。如果需要過大的阻尼來減少泄漏的影響，那麽(me) 你要承擔丟(diu) 掉密集模態的風險。這裏用多個(ge) 例子來說明關(guan) 於(yu) 窗函數的使用，以及如果沒有合理使用指數窗會(hui) 發生什麽(me) 情況。
首先，我要清晰地表明我的觀點：很多衝(chong) 擊試驗情況下，有必要使用指數窗。但是，在施加任何窗函數之前，還是要嚐試其他辦法來減少測量結果中的泄漏為(wei) 好。在施加阻尼窗之前，增加譜線條數或者帶寬減半是兩(liang) 件總要研究的事情。這兩(liang) 種情況實質上將增加采集數據的總時間。這通常有助於(yu) 允許係統的響應在采樣周期結束之前自然衰減到零。如果這樣，就沒有必要用指數窗了。
但是，如果在采樣周期結束的時候，響應仍然沒有衰減到零，那麽(me) 指數窗是有必要的。采取前麵兩(liang) 項措施（上麵提到過的）作為(wei) 可能的方法來減少泄漏問題以後才可以施加指數窗。不先觀察時域響應就隨意使用指數窗作為(wei) 測量過程的第1個(ge) 步驟是不推薦的。讓我們(men) 通過簡單例子來考察這個(ge) 問題。
對一個(ge) 非常簡單的，小阻尼結構進行錘擊測試。400Hz帶寬選作信號處理參數，zui後得到1.0秒的時間窗。由於(yu) 這個(ge) 結構預計在采樣時段結束的時候還有響應沒有衰減到零，施加指數窗，這樣加窗後的響應在采樣時段結束的時候應該衰減到一個(ge) 非常小的數值，這樣就減少了泄漏的影響。錘擊激勵、加窗後的指數衰減響應以及頻響函數如圖1所示。這個(ge) 測量結果表麵上看起來可以接受。[注意輸入譜（沒有顯示出來）在整個(ge) 頻率範圍內(nei) 相當平坦，這樣可以充分激勵起這個(ge) 結構。另外也注意到相幹（沒有顯示出來）也認為(wei) 是非常可以接受的。
從(cong) 各方麵來看，這個(ge) 測量結果看上去很讓人接受。但我們(men) 需要從(cong) 更深的層次上來觀察這個(ge) 測量結果。首先，我們(men) 考慮相同的測量結果但是添加更大的阻尼到響應信號中去。圖2顯示了相同的數據，但是指數窗的阻尼值更大。與(yu) 圖1中所示的頻響相比，這個(ge) 信號的錘擊測量結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；注意因為(wei) 阻尼窗的過度使用，峰更寬了。
現在，我們(men) 更深入地探究一下這個(ge) 測量結果，並且嚐試一些可能的信號處理參數。為(wei) 了不用阻尼窗，要麽(me) 減少帶寬要麽(me) 增加譜線條數。這二者的改變zui終都增加了采集樣本數據所需的總時間。如果總時間增加了，那麽(me) 就不那麽(me) 需要對采集的時域數據施加大的阻尼窗了。
圖3顯示了譜線/時間條數增加一倍的情況。時域樣本點從(cong) 1.0秒增加到2.0秒。盡管仍然需要一個(ge) 指數窗來減少泄漏，但是加到測量結果上的總體(ti) 阻尼影響遠小於(yu) 前麵圖1和圖2中所示的測量結果。
圖3中zui需要注意的一點是頻響函數中在第1個(ge) 峰附近看上去像是一階模態實際上是結構的兩(liang) 階緊鄰模態。圖1和圖2中加指數窗的結果是在頻響函數第1個(ge) 峰附近看上去像是隻有一階模態。阻尼窗的使用導致了完全不同的兩(liang) 階模態在頻響函數中看起來像是隻有一個(ge) 峰。
盡管需要阻尼窗來減少泄漏，但是窗函數使得圖1和圖2 中的實際頻響函數發生了失真，以至於(yu) 難以觀察在這個(ge) 頻率附近存在的兩(liang) 個(ge) 峰。盡管從(cong) 信號處理的考慮來看，是需要使用指數窗的，但是當評價(jia) 如本例所示的小阻尼結構以及密集模態的時候，它也帶來一些很大的麻煩。
好了，我希望你能理解本例中指數窗的某些影響。盡管或許需要指數窗來減少泄漏的影響，但是窗函數的使用也可能導致測量結果中的模態丟(diu) 失或者失真。進行錘擊試驗使用窗函數時，非常小心是很重要的。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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