模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章带污。Peter Avitabile教授是美國麻省大學(xué)洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機械工程系結(jié)構(gòu)動力學(xué)和聲學(xué)系統(tǒng)實驗室的副主任鱼冀，以及模態(tài)分析和控制實驗室的主任报破。Peter Avitabile教授以略帶口語化千绪、生動而又幽默的語言盹靴，在每篇文章中集中介紹試驗?zāi)B(tài)分析的一個主題，是非常好的試驗?zāi)B(tài)分析的入門文章瑞妇。它涉及到了試驗?zāi)B(tài)分析的方方面面踪宠，是模態(tài)試驗新手的入門材料自赔，學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗?zāi)B(tài)柳琢，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)。
在北京科尚儀器官網(wǎng)發(fā)布模態(tài)空間系列文章及其中文翻譯他去，得到了Peter Avitabile教授的書面授權(quán)毙驯，Peter Avitabile教授擁有文章全部權(quán)利灾测，北京科尚儀器只為學(xué)習(xí)教育目的而使用它們媳搪。如您轉(zhuǎn)載此系列中文翻譯铭段，請保留本段的描述信息秦爆。
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模態(tài)空間系列（五十六）趣味解讀模態(tài)空間--你如何選擇模態(tài)試驗的參考點位置爸吮？需要考慮什么望门？
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你如何選擇模態(tài)試驗的參考點位置爬立？需要考慮什么？
我們討論一下這個問題來看一看如何考慮它侠驯。
現(xiàn)在，選擇參考點位置是進行試驗?zāi)B(tài)測試的非常重要的步驟之一儒士。如果參考點位置（一個或多個）選得糟糕，那么非常有可能檩坚，系統(tǒng)的一階或多階模態(tài)可能會表現(xiàn)的很差，或者拖叙，zui壞情況下氓润，根本沒有咖气。如果過去曾經(jīng)多次測試過類似的結(jié)構(gòu)挖滤，那么常常根據(jù)先驗知識選擇參考點崩溪，在這種情況下斩松，選擇就簡單多了。但是當(dāng)結(jié)構(gòu)獨特砸民、沒有以前的經(jīng)歷抵怎，那么參考點的選擇會復(fù)雜得多反惕。顯然演侯，這些情況下姿染，經(jīng)驗優(yōu)先悬赏。另外也許有分析模型可以幫助選擇參考點娄徊。所以我們討論一些基礎(chǔ)知識，并說一說選擇參考點位置（一個或多個）時的一些考慮事項兵多。
真正要說明的第1件事情是決定參考點選擇的基本方程。就像我總是對我所有學(xué)生講的那樣橄仆，“記住…非常簡單的
是你絕大多數(shù)模態(tài)問題的重要答案”。當(dāng)然盆顾，學(xué)生們都取笑我這個說了一遍又一遍，但zui終他們認(rèn)識到奈懒，他們的大多數(shù)模態(tài)問題常常就是用這句話來回答的具温！那么我這樣說是什么意思∠承桑回憶一下，留數(shù)按如下形式給出
但我們沒有采集全部的這些輸入輸出組合（并且理論告訴我們茴丰，當(dāng)然也沒有必要全部測量它們）。所以需要非常仔細(xì)地選擇測量哪些行或列峦椰。如果我們觀察一列汰规，可以寫成
顯然對所有需要測量的模態(tài)，參考點位置的模態(tài)振型值必須比較顯著溜哮。如果這樣的話，則測得的FRFs將具有很強的系統(tǒng)模態(tài)響應(yīng)茂嗓。但是對某階或多階系統(tǒng)模態(tài)，如果參考點位置的模態(tài)振型值不明顯的話述吸，則FRFs可能不含有系統(tǒng)所有階模態(tài)的強響應(yīng)忿族。這會使得模態(tài)參數(shù)估計過程更加困難蝌矛。
所以，如果有分析模型入撒，則可以觀察模態(tài)振型來選擇的參考點位置衅金。常用的一個簡單工具是驅(qū)動點留數(shù)。一般來講氮唯，這是模態(tài)振型的估量，表示為留數(shù)
這是用于初期評估的通用工具，通常稱為預(yù)試驗分析洼滚。當(dāng)然還有其他工具，例如模態(tài)振型和，MODMAC伍玖，有效獨立性嫩痰，以及超出在這里能夠討論的其他工具窍箍。但是，如果沒有有限元模型椰棘，怎么辦呢邪狞？或者（讓我悄悄地這么說）如果模型不正確祷蝌，怎么辦呢帆卓？所以我們需要在沒有任何先驗知識或者沒有分析模型幫助的情況下，能夠選擇參考點剑令。
所以很多時候進行試驗設(shè)置，首先要做的是進行預(yù)試驗尚洽，來確定結(jié)構(gòu)上可能存在多少階模態(tài)腺毫。有時癣疟，檢驗驅(qū)動點FRFs – 可能的情況下潮酒，觀察FRF的虛部。遺憾的是扎狱，這可能不是一個用來觀察的較好的測量結(jié)果。這是由于可能很難識別密集模態(tài)勃教，因為函數(shù)中FRF虛部的所有峰將具有同為正或同為負(fù)的峰。實際上故源，非驅(qū)動點測量結(jié)果更好污抬，因為幅值可以既為正又為負(fù)印机，使得有更好的機會來確定密集模態(tài)。例如多柑，圖1所示的兩次測量結(jié)果。上面的曲線是驅(qū)動點FRF楣责，在第1個峰上不可能確定有兩階模態(tài)。下面曲線是跨點測量結(jié)果腐魂，很明顯在那個頻率上有兩階模態(tài)。所以你可以發(fā)現(xiàn)蛔屹，驅(qū)動點測量結(jié)果有用但也可能帶有欺騙性兔毒，因為各階模態(tài)的強度在測量結(jié)果中不明顯漫贞。
圖 1 – 密集模態(tài)下的驅(qū)動點頻響和跨點頻響對比
進行模態(tài)試驗設(shè)置時育叁，有時迅脐，憑知識或經(jīng)驗猜想什么可能是合理參考點的情況下谴蔑，隨便測得一個FRF樣本。這種隨機選擇的結(jié)果如圖2所示龟梦，同時顯示出選擇的測量結(jié)果计贰，用不同顏色表示钦睡。
圖 2 – 隨機選擇FRFs進行試驗設(shè)置
檢查FRFs荞怒，注意一個一個測量結(jié)果地識別FRFs中的峰。如果所有的峰都相同褐桌，沒有得到其他的峰福贞，那么從測得的這些測量結(jié)果中可能合理地選擇了參考點撩嚼。遺憾的是完丽，所有的結(jié)果是按照有點隨機的方式測得的拇舀。另外用這種方式逻族，非常有可能丟失某些關(guān)鍵的模態(tài)骄崩。（我見過要拂，即使是很好的試驗工程師偶爾也會丟失結(jié)構(gòu)的主要模態(tài)）
另外一種確定可能參考點的可行方法是，在所有可能適合的參考點位置得到一小部分FRFs脱惰。這部分FRFs如圖3所示意搏嗡。接著對這個矩陣進行SVD。通過評價這個原始矩陣的子矩陣的SVD（也即按照可控的方式去掉個別的參考點）采盒，可以確定重要模態(tài)數(shù)目的估計。如果得到了相同數(shù)量的重要模態(tài)蔚润，則對于識別系統(tǒng)模態(tài)烦租，去掉的參考點不是關(guān)鍵參考點。但是除盏，如果識別的主要模態(tài)更少，則對那些不再觀察得到的模態(tài)痴颊，去掉的參考點是重要參考點赏迟，應(yīng)該被保留作為模態(tài)試驗的參考點锌杀。
圖 3 – 有步驟地選擇SVD的FRF子矩陣
所以泻仙，盡管測量許多隨機選擇的FRFs來確定可能的參考點位置是一種習(xí)慣做法糕再，但是對于確定可能的參考點玉转，一種可能的替代方法，對一組FRFs用數(shù)學(xué)方法進行SVD袭灯，可能是一種更為嚴(yán)格的機制。這種方法绑嘹，通常稱為試驗參考點確定方法（TRIP），提供了參考點確定的一種技術(shù)姨丈。當(dāng)沒有分析模型，或者當(dāng)對用于預(yù)試驗分析的有限元模型的準(zhǔn)確度受到懷疑的時候蟋恬，這種方法特別有用。
這里真正的竅門是選擇一個合理的
項趁冈，這樣參考點位置的模態(tài)振型值是一個大的數(shù)值。這就會使FRFs有明顯的峰箱歧，允許得到可用的測量結(jié)果矾飞。當(dāng)然為了完成這一點，你必須了解一下系統(tǒng)模態(tài)振型是什么。對完成這一點申眼，有限元模態(tài)或先驗知識很有幫助。
如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題蝉衣，盡管問我好了。
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模態(tài)激勵全新的解決方案-WaveHitMAX自動脈沖錘
實驗?zāi)B(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵阵赠，昊量光電新推出的這款智能沖擊錘的發(fā)明為結(jié)構(gòu)動力學(xué)應(yīng)用提供了機械激勵的新途徑涯塔。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號匕荸。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動轧铁、可重復(fù)和高精度激勵齿风，而沒有雙重打擊。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間绑洛，設(shè)置撞擊次數(shù)、沖擊力和撞擊之間的延遲時間真屯。所有的預(yù)置脸候，如零點或沖擊力搜索，都是由錘子自動完成的运沦。用戶不再需要手動調(diào)整配深。
針對全自動沖擊錘的研制，WaveHitMAX采用包括整個運動控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問題烈掠。
圖1. 用于脈沖錘內(nèi)部運動控制的傳感器-執(zhí)行器控制回路示意圖
對新型沖脈沖錘WaveHitMAX的系統(tǒng)設(shè)計進行了改進，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入?yún)?shù)缸托。這樣俐镐，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點矫限，在那里佩抹，通過力傳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(zhuǎn)匹摇。
與半自動沖擊錘相比咬扇，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能廊勃。內(nèi)部信號處理的優(yōu)點有:
? 全自動單擊
? 自動搜索用戶自定義的沖擊力
? 自動零點搜索
? 確認(rèn)對質(zhì)量保證的影響
? 更改錘頭與測試對象之間的位置经窖，無需重新設(shè)置
WaveHitMAX自動模態(tài)力錘可以通過以太網(wǎng)在Windows設(shè)備(PC或平板電腦)上通過包含的軟件快速画侣、輕松地操作堡妒。
自動模態(tài)脈沖錘特點：
? 自動零點搜索
? 可重復(fù)的單擊激發(fā)
? 內(nèi)部傳感器評估和過程控制
? 自動搜索和調(diào)整沖擊力
? 位置的變化是自動預(yù)測的
? 通過附件配置脈沖特性
? 通過遠(yuǎn)程控制或集成到客戶系統(tǒng)中來觸發(fā)功能
? 在德國設(shè)計和組裝
? CE認(rèn)證
1.確保單次激發(fā)
雙重撞擊激勵可以在時域和頻域檢測到
2.豐富的配件支持
不同的傳感器-尖端-配重的組合。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘皮迟，在全新的AI智能脈沖領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)真正意義上的全自動智能脈沖錘搬泥！
如果您對WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣伏尼，請訪問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁：
http://www.wjjzl.com/details-1495.html
關(guān)于Gfai tech
Gfai tech GmbH一直在生產(chǎn)和銷售"德國制造"的聲音和振動測量和分析創(chuàng)新產(chǎn)品超過15年。作為應(yīng)用計算機科學(xué)促進會（GFai）的100%子公司燥透，它始終以行業(yè)為導(dǎo)向和以應(yīng)用為導(dǎo)向。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學(xué)攝像機而聞名辨图，用于聲源的定位，可視化和分析故河。如今，該產(chǎn)品組合還包括實驗?zāi)B(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測忧勿、分析和評估聲學(xué)測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案鸳吸。我們的測量解決方案應(yīng)用于汽車熏挎、工業(yè)、空中交通坎拐、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪养匈、錯誤檢測和聲音設(shè)計哼勇。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國大陸地區(qū)的代理商呕乎，為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)猬仁。對于WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣或者任何問題帝璧，都?xì)g迎通過電話先誉、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系褐耳。
更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
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上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商渴庆，產(chǎn)品包括各類激光器铃芦、光電調(diào)制器襟雷、光學(xué)測量設(shè)備、光學(xué)元件等，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工叙赚、光通訊、生物醫(yī)療僚饭、科學(xué)研究、國防鳍鸵、量子光學(xué)苇瓣、生物顯微偿乖、物聯(lián)傳感、激光制造等贪薪；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝，培訓(xùn)画切，硬件開發(fā)，軟件開發(fā)霍弹，系統(tǒng)集成等服務(wù)。
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