工學(xué)模態(tài)分析ppt課件(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-02-05 01:04:35 本頁(yè)面
【正文】 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(wú)混頻）譜線數(shù) Nd＝ (~)N 則顯示有效（無(wú)混頻）譜線數(shù) Nd比 N/2要少。例如，若取 N＝ 1024， fs=4fm，則顯示有效譜線為 Nd＝ ＝ 256 以上分析稱為基帶分析，顯示有效譜線數(shù)為 Nd ，分析頻率范圍為 0～ fs。 在許多問(wèn)題的譜分析中，為了顯示詳細(xì)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。如果分析頻帶 0～ fm不變，增加采樣點(diǎn)數(shù) N，將會(huì)提高頻率分辨率。而事實(shí)上，受信號(hào)分析系統(tǒng)的限制，采樣點(diǎn)數(shù) N不能很大，一般 N是固定的。所以如采用基帶分析，提高頻率分辨率只能靠犧牲分析最高頻率 fm實(shí)現(xiàn)。因此，用基帶分析，無(wú)法有效地提高頻率分辨率。 m m m( 2 . 5 ~ 4 )( 0 . 2 5 ~ 0 . 4 ) df f ffN N ND ? ? ? 如果能通過(guò)某種途徑在不改變 N和 fm的前提下將很小的關(guān)心頻帶 【 f0－ B， f0＋ B】 在整個(gè)有效譜線顯示范圍上展開(kāi)或放大，而不是將整個(gè)分析頻帶 0～ fm展開(kāi)，無(wú)疑會(huì)得到一種提高頻率分辨率的有效方法。這種分析方法稱為選帶分析技術(shù)，又稱為細(xì)化 FFT或 Zoom FFT。 選帶分析需要較多的原始采樣數(shù)據(jù)，這就要求信號(hào)是平穩(wěn)的。對(duì)隨機(jī)激勵(lì)、正弦掃頻激勵(lì)可采用較高的細(xì)化倍數(shù)。而對(duì)于瞬態(tài)激勵(lì)，則不宜選用較大的細(xì)化倍數(shù)。 平均技術(shù) 至此，已討論從測(cè)量到的無(wú)限長(zhǎng)連續(xù)信號(hào)得到離散傅立葉譜的全過(guò)程，并分析了其中可能出現(xiàn)的誤差及解決辦法。 如果同時(shí)得到激勵(lì)和響應(yīng)信號(hào)的傅立葉譜，可以用第 1章的定義求得響應(yīng)的頻響函數(shù)。然而，這樣求得的頻響函數(shù)曲線仍然很不光滑，原因是測(cè)量到的激勵(lì)和響應(yīng)信號(hào)中都混有大量噪聲。 60 20 0 400Hz 60 20 0 400Hz 噪聲對(duì)頻響函數(shù)估算形式的影響 通過(guò) FFT和平均技術(shù)求得激勵(lì)和響應(yīng)的自譜和互譜后，進(jìn)一步可估算被測(cè)結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)和相干函數(shù)。針對(duì)不同的噪聲影響，選擇適當(dāng)?shù)念l響函數(shù)估算形式，可達(dá)到最佳估計(jì)。 頻響函數(shù)的三種估算形式如下： 第一估算式 第二估算式 第三估算式 1()()()fxffGHGwww?2()()()xxxfGHGwww?2 ()| ( ) |()xxaffGHGwww?沒(méi)有噪聲污染時(shí)三種估價(jià)形式等價(jià) 只有響應(yīng)信號(hào)受到噪聲污染（輸出端噪聲影響） 1 只有響應(yīng)受到噪聲污染時(shí)，不斷增加平均次數(shù)得到的頻響函數(shù)第一估算式 H1(w)是實(shí)際頻響函數(shù) H (w)的真估計(jì) 2 只有響應(yīng)受到噪聲污染時(shí)，不斷增加平均次數(shù)得到的頻響函數(shù)第二估算式 H2(w)是實(shí)際頻響函數(shù) H (w)的過(guò)估計(jì) 3只有響應(yīng)受到噪聲污染時(shí)，不斷增加平均次數(shù)得到的頻響函數(shù)第三估算式 |Ha(w)|是實(shí)際頻響函數(shù) |H (w)|的過(guò)估計(jì) 12| ( ) | | ( ) | | ( ) | | ( ) |aH H H Hw w w w? ? ? 只有激勵(lì)信號(hào)受到噪聲污染（輸入端噪聲影響） 1 只有激勵(lì)受到噪聲污染時(shí)，不斷增加平均次數(shù)得到的頻響函數(shù)第一估算式 H1(w)是實(shí)際頻響函數(shù) H (w)的欠估計(jì) 2 只有激勵(lì)受到噪聲污染時(shí)，不斷增加平均次數(shù)得到的頻響函數(shù)第二估算式 H2(w)是實(shí)際頻響函數(shù) H (w)的真估計(jì) 3只有響應(yīng)受到噪聲污染時(shí)，不斷增加平均次數(shù)得到的頻響函數(shù)第三估算式 |Ha(w)|是實(shí)際頻響函數(shù) |H (w)|的欠估計(jì) 12| ( ) | | ( ) | | ( ) | | ( ) |aH H H Hw w w w? ? ? 激勵(lì)和響應(yīng)信號(hào)都受到噪聲污染（輸入、輸出同時(shí)受噪聲影響） 1 第一估算式 H1(w)是實(shí)際頻響函數(shù) H (w)的欠估計(jì)，與響應(yīng)信號(hào)中的噪聲無(wú)關(guān) 2 第二估算式 H2(w)是實(shí)際頻響函數(shù) H (w)的過(guò)估計(jì)，與激勵(lì)信號(hào)中的噪聲無(wú)關(guān) 3第三估算式 |Ha(w)|是較 |H1(w)| 、 |H2(w)|更接近實(shí)際頻響函數(shù) |H (w)|的估計(jì)形式。 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(shí)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(shí)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(jì)信息，無(wú)法得到其他信息，故應(yīng)用不多。 2 相干函數(shù)反映
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