首頁(yè)  技術(shù)文章  模態(tài)空間系列(五十七)趣味解讀模態(tài)空間--如何解釋穩(wěn)態(tài)圖?另外數(shù)據(jù)點(diǎn)如何影響擬合支示?

模態(tài)空間系列(五十七)趣味解讀模態(tài)空間--如何解釋穩(wěn)態(tài)圖刊橘?另外數(shù)據(jù)點(diǎn)如何影響擬合?

發(fā)布時(shí)間:2022-06-02 13:24:33 瀏覽量:4244 作者:Peter Avitabile

摘要

模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章颂鸿。Peter Avitabile教授是美國(guó)麻省大學(xué)洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機(jī)械工程系結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和聲學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的副主任促绵,以及模態(tài)分析和控制實(shí)驗(yàn)室的主任。Peter Avitabile教授以略帶口語化嘴纺、生動(dòng)而又幽默的語言败晴,在每篇文章中集中介紹試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的一個(gè)主題,是非常好的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的入門文章栽渴。它涉及到了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方方面面尖坤,是模態(tài)試驗(yàn)新手的入門材料,學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗(yàn)?zāi)B(tài)闲擦,以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)慢味。

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,得到了Peter Avitabile教授的書面授權(quán)墅冷,Peter Avitabile教授擁有文章全部權(quán)利纯路,北京科尚儀器只為學(xué)習(xí)教育目的而使用它們。如您轉(zhuǎn)載此系列中文翻譯寞忿,請(qǐng)保留本段的描述信息驰唬。


正文


模態(tài)空間系列(五十七)趣味解讀模態(tài)空間--如何解釋穩(wěn)態(tài)圖?另外數(shù)據(jù)點(diǎn)如何影響擬合?


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叫编,得到了Peter Avitabile教授的書面授權(quán)蜕琴,Peter Avitabile教授擁有文章全部權(quán)利,北京科尚儀器只為學(xué)習(xí)教育目的而使用它們宵溅。如您轉(zhuǎn)載此系列中文翻譯凌简,請(qǐng)保留本段的描述信息。


如何解釋穩(wěn)態(tài)圖恃逻?另外數(shù)據(jù)點(diǎn)如何影響擬合雏搂?

這里有些概念很重要,要討論一下


參數(shù)估計(jì)過程是模型(頂點(diǎn)和留數(shù))提取的一個(gè)非常重要的部分寇损。通常這被分解成兩個(gè)部分 – 在第1步中提取頂點(diǎn)凸郑,接下來在第2步中估計(jì)留數(shù)。穩(wěn)態(tài)圖是一種工具矛市,用在從數(shù)據(jù)中提取留數(shù)的過程中芙沥。我們討論一下頂點(diǎn)的估計(jì)和穩(wěn)態(tài)圖的使用。這里包含幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子來讓你徹底理解估計(jì)過程中的關(guān)鍵問題點(diǎn)浊吏。


我們假設(shè)有一組數(shù)據(jù)而昨,如圖1所示。作為起點(diǎn)找田,將假定一個(gè)三階擬合來很好地描述這個(gè)現(xiàn)象歌憨。總體上墩衙,很大的R2系數(shù)表明這種擬合是合理的务嫡。但是當(dāng)包含誤差容限時(shí)(點(diǎn)線),可以允許有一定的變動(dòng)量漆改。顯然可以看到一個(gè)點(diǎn)是數(shù)據(jù)擬合的異常點(diǎn)心铃。如果從數(shù)據(jù)組中去掉這個(gè)異常點(diǎn),如圖2所示挫剑,那么R2系數(shù)增加去扣。那么根據(jù)此處所示的這組數(shù)據(jù),非常清楚地說明暮顺,數(shù)據(jù)質(zhì)量對(duì)于提取一組有效的參數(shù)是非常重要的叹括。擁有高質(zhì)量的數(shù)據(jù)對(duì)于估計(jì)過程是重要的恨课。


     圖1 – 帶有明顯異常點(diǎn)的           圖2 – 去掉異常點(diǎn)的數(shù)據(jù)擬合


根據(jù)這個(gè)簡(jiǎn)單的例子,顯然惫恼,良好的數(shù)據(jù)非常重要〉笛海現(xiàn)在考慮圖3所示的數(shù)據(jù)。這是非常簡(jiǎn)單的一組數(shù)據(jù),看起來具有非常簡(jiǎn)單的一階特性令宿。隨著模型的階數(shù)增加叼耙,我們研究估計(jì)出的參數(shù)。


圖3 – 一組相當(dāng)線性的數(shù)據(jù)


                                                       圖4a – 數(shù)據(jù)的一階擬合                   圖4b – 數(shù)據(jù)的二階擬合


    圖4c – 數(shù)據(jù)的三階擬合                   圖4d – 數(shù)據(jù)的4階擬合


圖4中的圖形顯示了隨著模型階數(shù)從1階增長(zhǎng)到4階粒没,斜率估計(jì)的演變筛婉。圖4a中,一階擬合得到一個(gè)13.097的斜率癞松、一個(gè)很好的R2值∷觯現(xiàn)在隨著模型階數(shù)增長(zhǎng)到2階,斜率仍然是12.097响蓉,R2值不錯(cuò)硕勿。所以模型階數(shù)增加到2階沒有產(chǎn)生斜率估計(jì)上的變化。當(dāng)然枫甲,一般地源武,對(duì)更高的階數(shù)項(xiàng)進(jìn)行調(diào)整來解釋所測(cè)數(shù)據(jù)上的變化。


隨著模型階數(shù)增加到3階想幻,斜率是11.974粱栖,非常接近于先前根據(jù)1階和2階模型計(jì)算出來的斜率。實(shí)際上举畸,斜率只有1%的區(qū)別查排。所以我們可以認(rèn)為斜率基本相同凳枝,離之前的估計(jì)沒有大的改變抄沮。并且隨著階數(shù)模型進(jìn)一步增加到4階模型,斜率再一次估計(jì)為11.974岖瑰,沒有改變叛买。


所以這個(gè)過程完成之后,普遍的共識(shí)將是數(shù)據(jù)的斜率參數(shù)大約是12.0蹋订,隨著模型階數(shù)增加率挣,極少發(fā)生改變。另外注意到露戒,我用什么階數(shù)的模型無關(guān)緊要椒功,因?yàn)檎`差在1%之內(nèi)。所有的階數(shù)得到了基本相同的斜率智什。


這個(gè)簡(jiǎn)單的例子確實(shí)提供了穩(wěn)態(tài)圖形成幕后所發(fā)生事情的確切理解动漾。隨著模型階數(shù)增加,將有頂點(diǎn)的估計(jì)荠锭。如果從一個(gè)模型階數(shù)到下一個(gè)模型階數(shù)旱眯,估計(jì)出的頂點(diǎn)只是改變了很少一點(diǎn),那么軟件將提供一個(gè)標(biāo)識(shí)(或指示符)來幫助理解頂點(diǎn)是否達(dá)到了某種“穩(wěn)定值”,在某種規(guī)定容限之內(nèi)删豺。(為了確定頂點(diǎn)的穩(wěn)定性共虑,這些容限對(duì)頻率可能設(shè)置為1%,阻尼為5%呀页。)通常將提供一些指示符號(hào)妈拌,被疊加到SUM,MMIF 或CMIF圖上蓬蝶。作為參考一個(gè)典型的穩(wěn)態(tài)圖如圖5所示供炎。穩(wěn)態(tài)圖幫助確定隨著模型階數(shù)增加,哪些頂點(diǎn)是“一致的”或穩(wěn)定的疾党。


圖5 – 典型的穩(wěn)態(tài)圖


如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題音诫,盡管問我好了。


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模態(tài)激勵(lì)全新的解決方案-WaveHitMAX自動(dòng)脈沖錘  



實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵(lì)时肿,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(dòng)力學(xué)應(yīng)用提供了機(jī)械激勵(lì)的新途徑庇茫。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號(hào)。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測(cè)試對(duì)象的全自動(dòng)螃成、可重復(fù)和高精度激勵(lì)旦签,而沒有雙重打擊。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時(shí)間寸宏,設(shè)置撞擊次數(shù)宁炫、沖擊力和撞擊之間的延遲時(shí)間。所有的預(yù)置氮凝,如零點(diǎn)或沖擊力搜索羔巢,都是由錘子自動(dòng)完成的。用戶不再需要手動(dòng)調(diào)整罩阵。


針對(duì)全自動(dòng)沖擊錘的研制竿秆,WaveHitMAX采用包括整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問題。


圖1. 用于脈沖錘內(nèi)部運(yùn)動(dòng)控制的傳感器-執(zhí)行器控制回路示意圖


對(duì)新型沖脈沖錘WaveHitMAX的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)稿壁,使傳感器信號(hào)作為運(yùn)動(dòng)控制單元的主要輸入?yún)?shù)幽钢。這樣,脈沖錘的手臂可以向上移動(dòng)到試件的命中點(diǎn)常摧,在那里搅吁,通過力傳感器信號(hào)中的特征變化檢測(cè)到接觸事件威创,手臂的移動(dòng)方向可以反轉(zhuǎn)。


與半自動(dòng)沖擊錘相比谎懦,WaveHitMAX自動(dòng)脈沖錘具有新的功能肚豺。內(nèi)部信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)有:

? 全自動(dòng)單擊

? 自動(dòng)搜索用戶自定義的沖擊力

? 自動(dòng)零點(diǎn)搜索

? 確認(rèn)對(duì)質(zhì)量保證的影響

? 更改錘頭與測(cè)試對(duì)象之間的位置,無需重新設(shè)置


WaveHitMAX自動(dòng)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界拦、輕松地操作吸申。



自動(dòng)模態(tài)脈沖錘特點(diǎn):

? 自動(dòng)零點(diǎn)搜索

? 可重復(fù)的單擊激發(fā)

? 內(nèi)部傳感器評(píng)估和過程控制

? 自動(dòng)搜索和調(diào)整沖擊力

? 位置的變化是自動(dòng)預(yù)測(cè)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(guó)設(shè)計(jì)和組裝

? CE認(rèn)證


1.確保單次激發(fā)

雙重撞擊激勵(lì)可以在時(shí)域和頻域檢測(cè)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(dòng)沖擊測(cè)試的智能脈沖錘享甸,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(dòng)智能脈沖錘截碴!


如果您對(duì)WaveHitMAX-全自動(dòng)沖擊測(cè)試的智能脈沖錘有興趣,請(qǐng)?jiān)L問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁(yè):

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(guó)制造"的聲音和振動(dòng)測(cè)量和分析創(chuàng)新產(chǎn)品超過15年蛉威。作為應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)促進(jìn)會(huì)(GFai)的100%子公司日丹,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(jī)而聞名蚯嫌,用于聲源的定位哲虾,可視化和分析。如今择示,該產(chǎn)品組合還包括實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測(cè)束凑、分析和評(píng)估聲學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案。我們的測(cè)量解決方案應(yīng)用于汽車栅盲、工業(yè)汪诉、空中交通、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪谈秫、錯(cuò)誤檢測(cè)和聲音設(shè)計(jì)扒寄。

上海昊量光電作為gfai tech公司在中國(guó)大陸地區(qū)的代理商,為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)孝常。對(duì)于WaveHitMAX-全自動(dòng)沖擊測(cè)試的智能脈沖錘有興趣或者任何問題旗们,都?xì)g迎通過電話、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系构灸。


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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,產(chǎn)品包括各類激光器岸梨、光電調(diào)制器喜颁、光學(xué)測(cè)量設(shè)備、光學(xué)元件等曹阔,涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工半开、光通訊、生物醫(yī)療赃份、科學(xué)研究寂拆、國(guó)防奢米、量子光學(xué)、生物顯微纠永、物聯(lián)傳感鬓长、激光制造等;可為客戶提供完整的設(shè)備安裝尝江,培訓(xùn)涉波,硬件開發(fā),軟件開發(fā)炭序,系統(tǒng)集成等服務(wù)啤覆。

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