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（四十六）趣味解讀模態空間--有時錘擊力正如期望那般非常光滑，但它經常看起來像在振蕩-為(wei) 什麽(me) ？
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有時錘擊力正如期望的那樣光滑，但它經常看起來像是在振蕩 – 這是為(wei) 什麽(me) ？
我們(men) 觀察一些測量結果並討論一下這個(ge) 問題
進行錘擊試驗時，力脈衝(chong) 看來很規則，形狀像是半正弦波。對測量事件的持續時間段內(nei) ，從(cong) 零開始，接著是脈衝(chong) ，然後回到零。
但是，初始半正弦脈衝(chong) 之後，力脈衝(chong) 常常像是在零附近振蕩。真正的問題是，這為(wei) 什麽(me) 會(hui) 發生？它應該發生嗎？它可能是雙擊嗎？該加窗來減少它的影響嗎？
嗯…這裏要回答的內(nei) 容很多，我不可能在這一篇文章中麵麵俱到。這個(ge) 問題被稱為(wei) “濾波器振鈴”。我們(men) 從(cong) 一些簡單的測量結果開始，來說明這個(ge) 常見的問題。隻要通過測量幾個(ge) 樣本結果，用一些簡單的例子和插圖，就可以觀察到並有望更好地理解這種效應。
在很多FFT分析儀(yi) 上都能看到這個(ge) 問題。為(wei) 了測量和討論起見，我將使用一個(ge) 普通的BRAND XYZ FFT分析儀(yi) 。用一把力錘和一個(ge) 響應加速度計在一個(ge) 典型結構上測得一個(ge) 典型結果。但是在這裏僅(jin) 僅(jin) 討論力輸入。有些力脈衝(chong) 很規則，形狀就如同我們(men) 期望在教科書(shu) 中見到的那樣。但其他測量結果的力脈衝(chong) 在脈衝(chong) 尾部有振蕩，好像是一個(ge) 簡單的單自由度係統的響應。這個(ge) 問題常被稱為(wei) “濾波器振鈴”。這是因為(wei) 模數轉換器（ADC）前端的模擬抗混濾波器可能顯示出某種響應，響應是由於(yu) 它們(men) 自身的固有頻率可能被力脈衝(chong) 激起來而造成的。這就是實際所發生的事情。跟每個(ge) 人所熟知的那樣，力脈衝(chong) 會(hui) 激起不同的頻率範圍，取決(jue) 於(yu) 用來激勵結構的錘頭。
但這兒(er) 有問題。這種濾波器振鈴在你的分析儀(yi) 上可能明顯，也可能不明顯，取決(jue) 於(yu) 選擇什麽(me) 頻率範圍（帶寬）。現在表麵上看這好像不太合理，除非考慮FFT分析儀(yi) 的實際內(nei) 部工作方式。通常FFT生產(chan) 商有不同的抗混濾波器組 – 一個(ge) 工作於(yu) 低頻，一個(ge) 工作於(yu) 高頻。通常，如果你測量較低的頻範圍，則用低頻濾波器。如果用軟錘頭，則不會(hui) 明顯地引起任何的濾波器振鈴。但是如果用稍微硬一點的錘頭，則高頻範圍的力錘激勵有可能激發低頻模擬抗混濾波器。濾波器被激起並有一種動態響應特性，它在力脈衝(chong) 上呈現為(wei) 濾波器振鈴。
所以我們(men) 進行一些測量來說明這種濾波器振鈴特性，並看一看設置不同的頻率帶寬對觀察到的濾波器振鈴可能有怎樣的影響。用一把衝(chong) 擊力錘，帶四種不同的錘頭，覆蓋兩(liang) 種不同的頻率範圍。錘頭包括一個(ge) 非常軟件的紅色空氣氣囊、一個(ge) 中等硬度的藍色塑料頭，一個(ge) 稍硬的白色塑料頭和一個(ge) 金屬頭。分別用力錘來錘擊結構采集時域曲線。一組測量中頻率帶寬設置為(wei) 400Hz，第二組測量中帶寬設為(wei) 1600Hz。下麵兩(liang) 幅圖顯示出兩(liang) 個(ge) 頻率範圍內(nei) 的不同錘擊結果。從(cong) 上到下錘頭從(cong) 非常軟到非常硬。
圖 1 – 錘擊，400Hz帶寬 圖 2 – 錘擊，1600Hz帶寬
注意到隨著錘頭從(cong) 軟到硬，400Hz帶寬具有更為(wei) 明顯的濾波器振鈴。這是因為(wei) 硬點的錘頭激起了更寬的頻率範圍，更有可能激起低頻的模擬抗混濾波器。
400Hz帶寬與(yu) 1600Hz帶寬進行比較，濾波器振鈴上有明顯的變化 – 對1600Hz帶寬，幾乎沒有任何振鈴。並且區別在於(yu) 帶寬選擇。
在這個(ge) 特別的FFT分析儀(yi) 上，用了兩(liang) 組抗混濾波器，取決(jue) 於(yu) 選擇了哪種帶寬。顯然，在低頻範圍內(nei) 用硬錘頭時，濾波器振鈴更為(wei) 明顯。這是因為(wei) 硬錘頭在高頻具有更多的能量，激起了濾波器的動態特性。注意軟錘頭是怎樣根本地沒有激起這種濾波器振鈴的。
通常，為(wei) 了保證不發生濾波器振鈴，軟錘頭是更好選擇。如果有振鈴，那麽(me) 選擇更高的頻率範圍是有意義(yi) 的，這樣，減小了濾波器振鈴。於(yu) 是問題不嚴(yan) 重並且問題解決(jue) 了。
我希望這個(ge) 小小的討論已經解釋清了這個(ge) 問題，關(guan) 於(yu) 在力的時域曲線上觀察到的濾波器振鈴問題。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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