模态空间是Peter Avitabile教授发表的系列模态解读文章。Peter Avitabile教授是美国麻省大学洛威尔校区UMASS Lowell机械工程系结构动力学和声学系统实验室的副主任，以及模态分析和控制实验室的主任。Peter Avitabile教授以略带口语化、生动而又幽默的语言，在每篇文章中集中介绍试验模态分析的一个主题，是非常好的试验模态分析的入门文章。它涉及到了试验模态分析的方方面面，是模态试验新手的入门极佳材料，学习它有助于理解什么是试验模态，以及取得高质量的模态参数。
在北京科尚仪器官网发布模态空间系列文章及其中文翻译，得到了Peter Avitabile教授的书面授权，Peter Avitabile教授拥有文章全部权利，北京科尚仪器只为学习教育目的而使用它们。如您转载此系列中文翻译，请保留本段的描述信息。
模态空间系列（七十九）趣味解读模态世界 – 两次锤击测试之间结构需要静下来吗？难道阻尼窗不能处理吗？
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在两次锤击测试之间结构需要静下来吗？难道阻尼窗不能处理这个问题吗？
这很重要 – 我们讨论一下这个问题。
那么现在我们多谈一谈从你所描述的测量结果中会产生什么样的问题。你得到的是在一个非常小阻尼的结构上的测量结果，为了防止泄漏，很有可能需要加指数窗。根据你所描述，测量结果很可能看起来如图1中所示。
图1 – 冲击响应的一个例子
现在上面的曲线显示了时域响应，比你用于采集的样本点时间更长。中间曲线是实际采集的，根据FFT，采集了T秒的数据。而下面的曲线是对输出响应加了窗函数的时域响应。所以目前为止，看起来每件事都相当的好。
据你所描述，通过锤击结构并测量响应进行了多次的平均。这些平均的一个例子如图2所示。就你关心，加窗，测量响应，进行平均得到所描述的数据。
图2 – 锤击平均响应
但是，得到的频响函数（FRF）总体上看没有那么的好（如图3所示），并且相干也是不很好。另外，这个驱动点FRF缺少典型的测量结果特征，预期它具有强的共振和反共振频率。
图3 – 初次测量得到的频响和相干
那么这里可能出了什么毛病。为了理解发生了什么，我们需要回到系统传递函数公式。写出运动方程并进行拉氏变换，我们得到
但为这么做，我们必须意识到方程右边的额外项被删掉了。可以证明对于变换这些是初始条件。
所以忽略这些项是假设初始条件为零。但问题是原始测量结果采集的方法，相邻的每次单独锤击之间的结构响应假设为零。对数据尽管施加了一个阻尼窗，响应似乎已经衰减到零，但那仅仅是相对于用来采集数据的软件而言的。
实际上最有可能发生的是，相邻紧挨着进行测量，在下一次采样之前，结构的实际响应从未实际衰减完毕。示意图如图4所示。所以发生的情况是第2次平均的响应被第1次锤击的剩余响应污染了。而第3次平均被第1和第2次平均的剩余响应所污染。并且对你取的所有平均这种情况连续发生。所以基本上讲，所测的每次平均的响应（第1次平均后的）并不是那次特定平均的锤击激励结果，它是由于除了那次特定平均测得的力之外还有其他的力引起的响应。所以那就是为什么相干这么差的原因。
图4 – 从结构的角度看锤击响应
为了确认情况就是这样，进行了另外一次测量，其中给了足够的时间让结构回到稳定状态（没有响应）。最终的频响和相干如图5所示，很显然，这个测量结果远远好于图3所示的结果。
图5 – 得自正确技术的良好频响和相干
我希望这个解释有助于你理解，频响的形成免除不了系统传递函数的形成中所做的某些假设，也就是说，假定初始条件为零。一旦注意到这些限制之后，就可以采集正确的测量结果了。如果你有关于模态分析的任何其他问题，尽管问我好了。
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模态激励全新的解决方案-WaveHitMAX自动脉冲锤
实验模态分析中必不可少的一环就是模态激励，昊量光电最新推出的这款智能冲击锤的发明为结构动力学应用提供了机械激励的新途径。智能意味着设备内部处理信号。模态锤WaveHitMAX保证了测试对象的全自动、可重复和高精度激励，而没有双重打击。用户可以根据不同的阻尼/延迟时间，设置撞击次数、冲击力和撞击之间的延迟时间。所有的预置，如零点或冲击力搜索，都是由锤子自动完成的。用户不再需要手动调整。
针对全自动冲击锤的研制，WaveHitMAX采用包括整个运动控制的闭环控制方法解决了这一问题。
图1. 用于脉冲锤内部运动控制的传感器-执行器控制回路示意图
对新型冲脉冲锤WaveHitMAX的系统设计进行了改进，使传感器信号作为运动控制单元的主要输入参数。这样，脉冲锤的手臂可以向上移动到试件的命中点，在那里，通过力传感器信号中的特征变化检测到接触事件，手臂的移动方向可以反转。
与半自动冲击锤相比，WaveHitMAX自动脉冲锤具有新的功能。内部信号处理的优点有:
• 全自动单击
• 自动搜索用户自定义的冲击力
• 自动零点搜索
• 确认对质量保证的影响
• 更改锤头与测试对象之间的位置，无需重新设置
WaveHitMAX自动模态力锤可以通过以太网在Windows设备(PC或平板电脑)上通过包含的软件快速、轻松地操作。
自动模态脉冲锤特点：
• 自动零点搜索
• 可重复的单击激发
• 内部传感器评估和过程控制
• 自动搜索和调整冲击力
• 位置的变化是自动预测的
• 通过附件配置脉冲特性
• 通过远程控制或集成到客户系统中来触发功能
• 在德国设计和组装
• CE认证
1.确保单次激发
双重撞击激励可以在时域和频域检测到
2.丰富的配件支持
不同的传感器-尖端-配重的组合。
综述上文介绍WaveHitMAX - 第一款用于全自动冲击测试的智能脉冲锤，在全新的AI智能脉冲领域实现真正意义上的全自动智能脉冲锤！
如果您对WaveHitMAX-全自动冲击测试的智能脉冲锤有兴趣，请访问上海昊量光电的官方网页：
https://www.auniontech.com/details-1495.html
关于Gfai tech
Gfai tech GmbH一直在生产和销售"德国制造"的声音和振动测量和分析创新产品超过15年。作为应用计算机科学促进会（GFai）的100%子公司，它始终以行业为导向和以应用为导向。
Gfai tech以第一台模块化和灵活的声学摄像机而闻名，用于声源的定位，可视化和分析。如今，该产品组合还包括实验模态分析的创新以及用于监测、分析和评估声学测量数据的完整软件解决方案。我们的测量解决方案应用于汽车、工业、空中交通、火车交通和研发领域的降噪、错误检测和声音设计。
上海昊量光电作为gfai tech公司在中国大陆地区独家的代理商，为您提供专业的选型以及技术服务。对于WaveHitMAX-全自动冲击测试的智能脉冲锤有兴趣或者任何问题，都欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。
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昊量光电 您的光电超市！
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