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（三十六）趣味解讀模態空間--局部擬合和全局擬合之間有什麽(me) 區別？
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局部擬合和全局擬合之間有什麽(me) 區別？我們(men) 討論一下這個(ge) 問題
這個(ge) 問題問得好。為(wei) 了說明這個(ge) 問題，需要幾個(ge) 簡單方程，後麵舉(ju) 一個(ge) 簡單的例子來說明區別。我們(men) 回憶一下頻響函數，它是
有很多“ij”（輸出-輸入）組合；可能的頻響矩陣如圖1所示。
圖1 – 多自由度係統的頻響矩陣
現在每個(ge) 頻響由ji點和留數確定。各個(ge) 頻響都不同，因為(wei) 留數不同。這個(ge) 說法是成立的，因為(wei) 模態振型和留數之間有如下的關(guan) 係
但是值得注意的是，從(cong) 一個(ge) 測量結果到下一個(ge) 測量結果，頻響的分母是相同的，沒有發生改變。由於(yu) 各個(ge) 測量結果的ji點不發生改變，因此可以講ji點是係統的“全局”屬性。這表示盡管從(cong) 一個(ge) 測量結果到下一個(ge) 測量結果，留數改變了，但如所期望，ji點不變 – 至少在理論上！但是在實際的測量中，情況可能並非如此。實際上，從(cong) 一個(ge) 測量結果到下一個(ge) ，ji點可以改變。這會(hui) 導致問題。
為(wei) 了理解這點，考慮將要用一條直線擬合的數據，如圖2所示。現在，如果隻是選擇了跟另外一組點（紅色）不一樣的2個(ge) 點（藍色），那麽(me) 從(cong) 這兩(liang) 個(ge) 點計算得到的斜率和y-截距會(hui) 大為(wei) 不同。換句話講，在斜率和y-截距上，存在區別和不一致，取決(jue) 於(yu) 用哪些數據來提取參數。當所有的數據按照zui小二乘方式一並使用時，得到斜率和y-截距的“zui優(you) 的”總體(ti) 估計。
如果不管其他頻響而對每個(ge) 頻響進行單獨評估，那麽(me) 從(cong) 測得的頻響進行模態參數的提取中可以看到相同的影響。在估計出的ji點中可能有所區別，取決(jue) 於(yu) 用哪個(ge) 頻響 – 但是理論指出應該不會(hui) 產(chan) 生這種區別。但是當利用實際測試結果提取模態參數，彼此獨立地考慮每個(ge) 測量結果時，這正是實際所發生的。這被稱為(wei) “局部擬合”。為(wei) 了避免這個(ge) 問題，所有的測量結果一並使用，作為(wei) 一組，以zui小二乘方式尋找zui優(you) ji點，來描述ji點的zui優(you) “全局”表達。一旦ji點估計出來之後，接下來使用模態參數估計方程中的“全局”估計的ji點來估計留數。這是一種兩(liang) 步法，在這裏首先估計係統的zui優(you) “全局”ji點，接下來利用估計出來的係統“全局”ji點來估計留數，ji點沒鎖定為(wei) 固定值，而不管每個(ge) 測量結果可能會(hui) 標出什麽(me) 。這即全局擬合。
用一個(ge) 簡單平麵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別。幾個(ge) 頻響如圖3所示。在所示的帶寬內(nei) 有5階不同的模態。注意上麵的2個(ge) 頻響顯示出了結構的各階模態的全部峰，但是下麵的2個(ge) 頻響沒有含有上麵2幅圖中每個(ge) 頻率上的所有峰。（這是由於(yu) 某些測量結果位於(yu) 某些模態的ji點上。）
現在如果在某個(ge) 特定的測量結果中沒有峰，那麽(me) 怎麽(me) 能估計出ji點值呢？這提出了一個(ge) 嚴(yan) 重的問題，並且正是這些情況，局部擬合失靈了。如果在這種類型的數據上進行局部擬合，那麽(me) 根據單個(ge) 頻響局部擬合方法估計出來的模態參數可能含有糟糕的提取值，因為(wei) ji點估計得很糟糕。利用一種局部擬合技術來估計平麵框架結構的模態參數。模態振型如圖4所示。
注意，注意在模態振型上有幾個(ge) 位置，數據看上去跟預期的模態振型不一致。模態振型失真了。已經搞清楚，這些點與(yu) 結構的模態節點相對應。（對局部擬合，這是一個(ge) 人所周知的問題。）
相同組的頻響用於(yu) 全局擬合。首先，估計係統的zui優(you) 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。模態振型如圖5所示。注意，這些模態振型是平麵框架結構的預期振型。
現在根據這個(ge) 例子，顯然，全局擬合得出更好的結果。但是，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，模態必須是全局的！如果數據不一致，則估計過程中可能會(hui) 產(chan) 生誤差。必須小心地采集頻響數據，滿足全局數據縮減過程所需的全局特性。
我希望這個(ge) 解釋澄清了你的問題。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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