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（四十三）趣味解讀模態空間--我知道某些激振器激勵具有不同的特性 – 但是用哪種更好呢？
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我知道某些激振器激勵具有不同的特性 – 但是用哪種更好呢？
我們(men) 討論一下這個(ge) 問題。
我們(men) 討論一下目前模態分析用得普遍的激勵技術。它們(men) 是隨機、偽(wei) 隨機、猝發隨機、正弦掃頻和數字步進正弦。隻是簡單地回顧一下它們(men) （因為(wei) ），但是更重要的問題是，它們(men) 總是都提供相同的結果嗎？對此，並不總是有一個(ge) 簡單的答案，所以我們(men) 將要討論一下進行激振器試驗時的一些注意事項。作為(wei) 參考，所用的主要激勵技術如圖1所示。
今天，有時候仍然會(hui) 用隨機激勵，即使泄漏和窗函數會(hui) 引起所采信號的某種失真。時域信號用不同的顏色表示。（這麽(me) 做的主要目的是突出這個(ge) 事實，從(cong) 這一個(ge) 記錄到下一個(ge) 記錄，每個(ge) 測得的時域信號都是不同的。）因為(wei) 每個(ge) 信號樣本跟其他任一個(ge) 相比都是不同的，所以對於(yu) 每個(ge) 采集的數據記錄，係統都是用不同的頻譜特征進行激勵的。如果係統有輕微的非線性，那麽(me) 係統對每個(ge) 數據記錄的響應都將不同 – 在存在這些輕微的非線性的情況下，平均後的數據將會(hui) 反映係統的線性描述。這種激勵對於(yu) 減少或者平滑受到噪聲或其他測量結果汙染的數據非常有效。但是泄漏和窗函數容易造成測量結果失真，所以這不是非常好的激勵技術。
偽(wei) 隨機事實上不過是感興(xing) 趣頻率範圍內(nei) 的一組譜線，對它們(men) 進行逆變換，轉換到時域，產(chan) 生一個(ge) 激勵信號。一般說來，激勵係統足夠長時間，在達到穩態響應的條件下，不存在泄漏影響，因為(wei) 激勵本質上是正弦的。這證明是一種非常有用的激勵技術。但是，因為(wei) 信號是重複的（注意，從(cong) 一個(ge) 記錄到下一個(ge) 記錄，激勵的顏色是相同的），係統將按照確定的方式進行響應。這將不會(hui) 平均掉係統中可能存在的任何輕微非線性或者噪聲。對於(yu) 在性質上相對線性的結構，偽(wei) 隨機用起來非常好。
作為(wei) 一種非常好的激勵技術，發展出了猝發隨機激勵，它把隨機和偽(wei) 隨機激勵二者合在一起。從(cong) 一個(ge) 記錄到下一個(ge) 記錄，信號是隨機的（注意，從(cong) 一個(ge) 記錄到下一個(ge) 記錄，顏色不同），並且在這個(ge) 過程中可以平均掉非線性。因為(wei) 在一次樣本時間段內(nei) 可以完全觀察到信號，沒有泄漏就無需加窗。唯yi關(guan) 心的是，要確保在數據樣本記錄段內(nei) ，輸入和輸出響應這兩(liang) 者都可以完全觀察得到。
正弦掃頻激勵是一種快速掃描正弦信號，在樣本時間段內(nei) 完全可以觀察的到。在達到穩態的條件下，不存在泄漏的影響。這種激勵跟偽(wei) 隨機在優(you) 點/缺點上都非常類似。一個(ge) 額外的優(you) 點是力的幅值可以控製，可以用來確定係統的非線性。
數字步進正弦激勵又是另外一種非常有用的激勵技術。這跟偽(wei) 隨機很類似，除了每次隻激勵一個(ge) 頻率。但是一個(ge) 非常重要的區別在於(yu) 信號幅值的描述改善了。寬帶技術（那些上麵討論過的）要求應該設置模數轉換器（ADC）來捕捉整個(ge) 頻率範圍內(nei) 的全部能量。但是在頻譜範圍內(nei) ，頻率特征可能在幅值上有很大的變化。對於(yu) 數字步進正弦，這不是問題，因為(wei) 激勵/響應的全部能量都獻給了頻譜上的一個(ge) 單獨的譜線。於(yu) 是，對這種激勵，量化誤差不是問題。
所以要怎麽(me) 做，看起來似乎非常簡單了。嗯，現實情況是，事情並不總是那麽(me) 簡單。所以現在既然我們(men) 已經將所有的激勵技術進行了分類，那我們(men) 討論一下可能會(hui) 發生什麽(me) 問題。總的來說，在過去的幾十年裏，我通常發現猝發隨機總體(ti) 上工作起來效果更好。但很多情況下，當結構本質上相當線性時，我也會(hui) 用正弦掃頻。當我需要非常高分辨率FRFs的時候，那我會(hui) 用數字步進正弦。我曾有一兩(liang) 次用偽(wei) 隨機或者隨機。所以我解釋一下我用過的其他信號以及為(wei) 什麽(me) 用它們(men) 的原因。
很多年前我測試過的一個(ge) 結構是阻尼非常小的係統。事實證明，猝發隨機不是很有效。係統的阻尼是那麽(me) 的小以至於(yu) 在時間記錄的一次樣本時間段內(nei) 響應不能完全觀察得到 – 即使是在猝發設置為(wei) 少於(yu) 5%時間窗的條件下。幸而這個(ge) 係統是相當線性的，所以用了偽(wei) 隨機激勵（但是對這個(ge) 結構，正弦掃頻用起來也會(hui) 非常的有效。）
當結構確實具有某種非線性時，則可能希望按照一種跟現場條件可以比擬的幅值進行試驗。對這類試驗，正弦掃頻證明是一種非常好的激勵技術。那麽(me) 為(wei) 什麽(me) 不用數字步進正弦 – 嗯，對這個(ge) 特別的試驗，沒有足夠多的采集通道來進行可行的試驗。
我認為(wei) 實現的好事情是，總會(hui) 有一些情況，可以使得某種已有的激勵技術提供比其他激勵技術更好的測量結果。需要對比每種技術，以便確定哪種更好。不要隻是依賴一種在過去已經證明是可以接受的技術。
但是今天，對模態試驗，在多通道係統更為(wei) 普遍的條件下，我的建議是利用所有的激勵技術。今天有足夠多的硬盤存儲(chu) 空間，這不該是問題了。因為(wei) 要花大量的時間在結構上布置很多的加速度計，為(wei) 什麽(me) 不用所有不同的激勵技術呢 – 即便是數字步進正弦，它比基於(yu) 寬帶的技術要花多點的時間。如果你已經花了3天或4天來進行設置大型的試驗，你還認為(wei) 有人會(hui) 在乎你是否花幾個(ge) 小時來采集所有可能的數據嗎？我不認為(wei) 會(hui) 有反對的意見。這樣至少你得到所有的數據了。
我希望我已經回答了你的關(guan) 於(yu) 不同激勵技術的問題了。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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