工學(xué)模態(tài)分析ppt課件(參考版)
2025-01-08 01:04本頁面
【正文】 跨點頻響函數(shù)各種曲線具有下述特征 ： (1)在幅頻圖上，若相鄰模態(tài)同相位，在這兩個模態(tài)之間存在一個反共振點，若相鄰模態(tài)反相位，其質(zhì)量線和剛度線不會抵消，在這兩個模態(tài)之間將出現(xiàn)一段平滑曲線 (2)在虛頻圖上，各模態(tài)峰值不在頻率軸的同一側(cè)。 ，每經(jīng)過一個反諧振點相位角導(dǎo)前 180176。除了用相干函數(shù)判別頻響函數(shù)質(zhì)量外，尚可直接根據(jù)原點和跨點頻響函數(shù)的特征去判別。原點頻響函數(shù)宜多測 1～ 2個，選擇其中一個比較理想的頻響函數(shù)。 ②宜多測一些頻響函數(shù)數(shù)據(jù) 理論上講，識別一組完整模態(tài)參數(shù)，只需測得頻響函數(shù)矩陣的一列或一行元素。 2 動態(tài)測試中注意事項 ①選擇合適量程 在動態(tài)測試及后處理中，測試、分析儀器宜處于半量程工作狀態(tài)。 動態(tài)測試后處理綜述 前述對激勵和響應(yīng)的時間歷程到頻響函數(shù)的數(shù)字處理過程進行了詳細討論，本節(jié)對這一過程做一綜述。同時，需引入反映兩點激勵相干性的偏相干函數(shù)，反映一點響應(yīng)與所有輸入信號之間相干性的重相干函數(shù)，而反映某點激勵與某點響應(yīng)相干性的相干函數(shù)稱為常相干函數(shù)。 討論： 5 本節(jié)所述是針對單點激勵方式討論的。一般認為，在非共振區(qū)或非反共振區(qū)， ?2(w)≥， 表明頻響函數(shù)質(zhì)量可靠。 4 大部分信號分析系統(tǒng)只給出一種頻響函數(shù)的估計形式。 討論： 在反共振區(qū)，激勵信號強，響應(yīng)信號弱，相當于只有響應(yīng)信號受到噪聲污染的情形， H1(w) 接近 H(w)， 但 H2(w)偏大 , 也導(dǎo)致相干函數(shù)小。當使用隨機激勵時，即使噪聲水平一定，在共振區(qū)和反共振區(qū)信號的強弱相差懸殊，因而導(dǎo)致相干函數(shù)的值也相差許多。事實上，相干函數(shù)可以表示任意兩個信號的相關(guān)程度。 12| ( ) | | ( ) | | ( ) |H H Hw w w??12| ( ) |01| ( ) |HHww?? 2 12()()HHw?ww（ ） ＝討論： 3 相干函數(shù)更重要的意義在于，它反映了激勵和響應(yīng)兩信號的相干關(guān)系。 12| ( ) | | ( ) | | ( ) | | ( ) |aH H H Hw w w w? ? ?討論： 1 頻響函數(shù)的第一估算式 H1(w)和第二估算式 H2(w)給出實際頻響函數(shù) H (w)的范圍 在受噪聲污染的情況下，第三估算式 |Ha(w)|雖與實際頻響函數(shù)幅值 |H (w)|最為接近，但它只能給出頻響函數(shù)幅值估計信息，無法得到其他信息，故應(yīng)用不多。針對不同的噪聲影響，選擇適當?shù)念l響函數(shù)估算形式，可達到最佳估計。然而，這樣求得的頻響函數(shù)曲線仍然很不光滑，原因是測量到的激勵和響應(yīng)信號中都混有大量噪聲。 平均技術(shù) 至此，已討論從測量到的無限長連續(xù)信號得到離散傅立葉譜的全過程，并分析了其中可能出現(xiàn)的誤差及解決辦法。對隨機激勵、正弦掃頻激勵可采用較高的細化倍數(shù)。這種分析方法稱為選帶分析技術(shù)，又稱為細化 FFT或 Zoom FFT。因此，用基帶分析，無法有效地提高頻率分辨率。而事實上，受信號分析系統(tǒng)的限制，采樣點數(shù) N不能很大，一般 N是固定的。 在許多問題的譜分析中，為了顯示詳細的譜線分布情況，往往需要較高的頻率分辨率，即要求較小的頻率間隔 Df，特別是經(jīng)常關(guān)心某一頻帶內(nèi)的譜分析情況，由公式 知，減小 Df的途徑是增加 N或降低 fm。那么 11sffN N t TD D? ? ?m m m2/2 df f ffN N ND ? ? ?Nd為有效（無混頻）譜線數(shù) 事實上，抗混濾波器均為非理想特性，一般采樣頻率取 fs=(~4)fm 則頻率間隔 m m m( 2 . 5 ~ 4 )( 0 . 2 5 ~ 0 . 4 ) df f ffN N ND ? ? ?顯示有效（無混頻）譜線數(shù) Nd＝ (~)N 則顯示有效（無混頻）譜線數(shù) Nd比 N/2要少。經(jīng) FFT得到周期序列的離散傅立葉譜，周期為 N。所以，此時不會產(chǎn)生截斷誤差。 一個無限長連續(xù)信號經(jīng)截斷、采樣并做離散傅立葉變換后，在一定條件下可以完全消除泄漏現(xiàn)象。值得提出，加窗雖然使原信號時域波形發(fā)生較大變化 但卻更有效地保留了原信號的頻率信息。對穩(wěn)態(tài)信號，常用的窗函數(shù)有漢寧窗、凱塞 — 貝塞爾窗以及平頂窗；對瞬態(tài)響應(yīng)信號有指數(shù)窗；對瞬態(tài)激勵信號有力窗。 為了保證加窗后信號的能量不會改變，要求窗函數(shù)與時間軸所圍面積 T相等。如果能改變這種突然截斷方式，泄漏會得到改善。 t xT(t) f ?(f) X(f) － T/2 T/2 x(t) － 1/T 1/T XT(f) f t 先不考慮對截斷信號的離散化，即只考慮對無限長連續(xù)信號的截斷。即原信號零頻率處的能量泄漏到整個頻率軸上。 泄漏和窗函數(shù) 理解泄漏最直觀的例子：直流信號
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