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（三十三）趣味解读模态世界--有人告诉我为了识别伪重根你必须有多个参考点
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有人告诉我为了识别伪重根你必须有多个参考点。那我们讨论一下这个问题。
首先我要说一般情况下在我们所测试的大多数结构中极少发现重根。但是近期以来，我发现很多测试具有所谓的“伪重根”。这是指在测量数据的一个离散Δf谱线之内存在两个或更多频率的模态。所以在所测的响应函数中所观测到的峰由两个或更多个模态之和组成。
为了观察到分开的独立的峰，需要更细的频率分辨率。当然，这也许不可行。很多时候为了得到这个分辨率需要极端漫长的时间数据块，这或许不那么容易得到。但是如果足够的分辨率不存在时，会怎样呢？通常，大多数人会声称如果存在多个根，那么需要采集多个参考点，否则提取不到这些个根。目前这是一个很有点牵强附会的说法，而我没有必要同意。模态参数估计算法（曲线拟合）具有很强的鲁棒性，当遇到提取伪重根时（后面将展示两个实例）真的没有理由认为这些算法不够好。在这些情况下，实际上并不总是需要多参考点。
首先，我要确认此处没有曲解之意。当进行试验模态测试时我完全提倡利用多参考点进行数据采集。多通道采集系统普遍存在的情况下，很容易采集多参考点数据。通常在一个4或者8通道数据采集系统的情况下，对于锤击测试，布置多个加速度计于不同位置作为参考点（MRIT – 多参考点锤击测试）。接下来，在多个固定不同加速度位置的情况下，采集所有测量位置的锤击数据。（当然，对于激振器激励模态测试，如果没有多个激振器，要得到多参考点数据需要耗费更多的工作。但是，通常可以采集多参考点数据。）但是这个才真的是个问题 — 需要多参考点数据来提取多个根吗？
就我个人来说，答案是没有必要这样做。如果采集的数据质量好，那么频响函数是所有阶模态的和，模态参数估计算法可以从测量的数据中准确提取出来多个根。根据测量数据对两个结构进行求解来展示多个根的提取结果（在一个频率分辨率Δf之内有两个单独的模态）。在这两种情况下，根据已有的模态指示工具（频响之和SUM，模态指示函数MIF，等）所示，好像只有一个根存在。在其中一个结构上，在全部超过100个测量结果中只有一部分纵向频响才显示出两个频率的些许迹象。在另一个结构上，没有一个测量结果显示出频响的前两个“峰”在每个峰上含有多个根的事实！
第一个结构是一个翼板结构上的原型复合翼梁。几何形状是一个典型的斜梁（工字梁形式），不具几何对称性。一个典型的锤击测量频响和结构照片如图1所示。
测量结果相当不错，整个频率范围内在测量结果上可以看到一些噪声。利用频域多项式曲线拟合算法来提取模态振型。（实际上，用了三种不同的商业模态软件包，得到了完全相同的结果。）函数上的第二个峰实际上含有两个单独的根。曲线拟合算法好不费力地在第二个峰上提取出两个根，尽管看上去只有一个峰。显然，提取出来的模态展示出了两个非常明确的模态振型，如图2所示。尽管只有一个参考点用来提取模态参数，还是非常成功地提取出了两阶模态！
第二个结构是一个简单的镁合金振动台滑板。几何形状是这样的，实际上无法预测多重根。一个典型的冲击测量的频响连同结构的照片如图3所示。
对于所有得到的频响来说，第一个峰看上去是个单阶模态；第二个峰在某种程度上具有相类似的特性。模态指示工具也表明了预期只有一阶模态。但是假设只有一阶模态的估计参数没有提供“预期”的模态振型。在每个峰附近通过利用两阶模态重新拟合数据展现出所预期的模态振型；振型如图4所示。
目前在这两种情况下，模态指示工具没有必然地指示出多个根。为了提取出多个根，需要用户的干预。同样也注意到利用单参考点数据非常成功地提取出了多个根 — 不需要多参考点数据！请理解这点，为了提取多个伪重根，多参考点数据极其有用 — 但并非总是需要。
我希望这个回答解答了你的问题。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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