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（七十七）趣味解读模态世界 – 嗨-我做了次试验，得到了一些预料之外的额外模态。总体试验设置有什么影响吗？
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嗨 – 我做了次试验，得到了一些没有预料到的额外模态。总体试验设置有什么影响吗？
这确实需要讨论
在某些条件下，试验设置对于总体试验结果具有极其重要的影响。对此你必须格外小心。根据你对我进行的解释，看上去在这个例子中，跟试验设置相关的条件在试验过程中发生了改变，对提取出来的模态有影响。
我想首先要做的是重现某些数据，让你相信进行的试验或许发生了某些问题。当你第一次向我展示最初的稳态图时，你表示你没有预料到会有非常靠近，几乎是重根的多个频率。图1中的稳态图具有看上去非常靠近的频率。
图1 – 130Hz带宽范围及30-90Hz范围的稳态图
很明显在每个频率附近都有多个根。但是对于这个特定的部件，这出乎意料。正如我们所讨论过的，这个数据你提到有多参考点加速度计，但是这个数据是根据单个参考点在不同次采集到的，并非同时采集所有数据。
单单这个事实开始让我相信，或许在第1次试验和第2次试验之中，总体试验设置上有变化。通过仔细观察图1中的那个稳态图，特别是30～90Hz范围之内，显示在36.96Hz和37.96Hz附近确实有多个极点，隔了3Δf距离，并且在83.08Hz和83.8Hz附近有多个极点，隔了2Δf距离。但问题是 — 它们确实是单独的模态吗？抑或是试验设置的问题？
为了搞清这点，我们可能需要更为仔细的观察数据，并尽量搞清楚这个数据可能出了什么问题。嗯，首先要做的是单独考察每个参考点的数据。我们这么做时，我们观察到的是，每个单独的参考点在每个频率附近看到了一个频率，并且每个参考点预示着对于每个单独的参考点频率处于不同的值。这似乎表明从进行第1次试验到进行第二次试验的时候，系统的所有阶模态有某种程度的移动。图2中对于30-90Hz频率范围之内这是显而易见的。
图2 – 各参考点的稳态图
为了进一步确认这点，同样考察刚体模态频率。现在这里有一些更为明显的区别。当单独考察两个参考点时，显然，系统的刚体模态上有明显的移动或改变，如图3中所示。
图3 – 各参考点刚体频率范围的稳态图
所以根据两次不同的试验的刚体模态上的改变表明了频率有大的变化。由其中一组参考点数据观察到的刚体模态是4.3，6.1和8.1Hz，而根据另外一个参考点它们是5.7，7.9和10.4Hz，从一组试验到另外一组试验，在这些频率上，这是非常显著的移动。
对试验设置经过了一些检查工作之后，问题的原因可能是由于下面的事实造成的，在两次试验之中结构支撑系统的气压没有保持在同一个压力。当两个参考点的数据重叠在一起进行比较时，如图4所示，更进一步地突出表明了这点。注意蓝色FRFs与某一天采集的一组参考点数据相关，而红色FRFs与另外一组参考点相关，不是同一天采集的。这突出强调了不同天采集的两组数据上明显的不一致性，最终导致了明显的差别。
图4 – 两参考点的频响对比
所以现在情况非常明了了，试验设置有差别，由于试验设置条件的轻微改变不仅导致刚体模态发生移动而且造成弹性体模态也受到明显的影响。
当然，我们应该辩论哪个才是结构“真正的”频率组，但是我们真的不知道哪个才是正确的，因为试验设置确确实实对于观察到的频率具有影响。更重要的是意识到有必要确保所有的数据按照一致的方式采集到。利用多参考点锤击试验技术，通过提供商采集所有数据，可以最好地完成这点。这将会防止不一致性，由在不同的两天进行两次单独的试验，最终看上去像是按照完全不同的两次试验所造成的不一致性。
我希望这个解释有助于你明白需要按照一致的方式来采集数据。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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