CN104165742B - 一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法及装置 - Google Patents
一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104165742B CN104165742B CN201410341266.2A CN201410341266A CN104165742B CN 104165742 B CN104165742 B CN 104165742B CN 201410341266 A CN201410341266 A CN 201410341266A CN 104165742 B CN104165742 B CN 104165742B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- matrix
- mode
- point
- response
- modal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 73
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 57
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 27
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 claims description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 6
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims 1
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 2
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 2
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001483 mobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002969 morbid Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法，包括以下步骤：1)用弹性绳将梁悬挂，利用钢锤在选取的激励点对梁实施脉冲激励；2)采集参考点和响应点在脉冲激励后产生的响应信号；3)对采集信号进行带通滤波；4)求取参考点与响应点之间的互功率谱函数，并构建互功率谱函数不同采样时刻数据构成的矩阵方程；5)利用矩阵方程求解系数矩阵，得到***极点；6)识别模态振型及模态参与因子矩阵；7)进行模态置信判据矩阵值计算，当模态置信判据值在预设合理区间以内，获得梁的模态参数。以及提供一种基于互谱函数的运行模态分析实验装置。本发明能够减少试验强度和时间，大幅提高试验效率和学生的学习效果。
Description
技术领域
本发明涉及运行模态分析技术领域，尤其是一种运行模态分析实验方法及装置。
背景技术
在工程测试技术、机械振动学等课程的教学过程中，加入一些模态分析实验，可以激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的创新能力，大幅度提高教学效果。通过实验可以使学生获得丰富的感性认识，加深学生对模态参数概念及其求解方法的理解，降低自学过程中学生遇到问题的难度。
模态测试常常用于实际工作条件下的模态模型的提取、状态监控和分析、非线性***研究、故障分析和验证有限元模型的正确性。现有实验模态分析***一般由三部分组成：1.激振***：使得***振动。2.测量***：用传感器测量实验对象的各主要部位上的位移、速度或加速度振动信号。3.分析***：将采集到的激励信号和响应信号经过数模转换记录到计算机中，用软件***识别振动***的模态参数。实验的基本步骤如下：1)确定实验模型，将实验结构支撑起来；2)模态实验一般用激振锤锤击法利用激励实验结构，记录激励信号及各测点的响应信号；3)对记录数据进行数字处理，求出各测点的传递函数，并组成传递函数矩阵；4)利用模态分析软件进行参数识别；5)进行动画显示。
从结构在役状态的振动响应信号中提取模态参数的运行模态分析方法，识别的结构动态特性比试验模态分析更接近实际运行条件下结 构的真实动力学行为，成为近年来模态分析领域发展活跃一个研究方向。运行模态分析中的参数辨识方法可分为时域、频域和时频域辨识方法等，主要有时间序列法、随机减量法(random decrement,RD)、环境激励法、随机子空间法、经验模态分解法(empirical mode decomposition,EMD)、峰值拾取法、频域分解法及连续小波变换方法等，现有分析方法多基于激励信号为零均值白噪声的假设，且每种方法都有一定的局限性，如时间序列法的模型阶次较难确定；自然激励法法要求数据样本长、平均次数多；随机子空间法模型阶次的确定较为烦琐，在测点较多时，Hankel矩阵阶次很高，易造成矩阵病态的问题；频域法的弊病是要求频率分辨率高；时频分析法利用的响应信息较少，是一种局部识别方法等等。为了提高学生的学习效果，进行运行模态分析实验教学十分必要，但是，目前并无该类实验装置，因此针对教学需求的运行模态分析实验方法及装置亟待研究。
发明内容
为了提高学生学习模态分析技术时的学习效果，本发明提供一种能够实现快速计算、精确度高、具有较好的误差控制、能够减少试验强度和时间的基于脉冲激励的运行模态分析实验方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法，包括以下步骤：
1)用弹性绳将梁悬挂，选择梁的端点作为激励点，利用钢锤对梁实施脉冲激励；
选取距离激励点较近且响应信号幅值较大的响应测点作为参考点；
在所述参考点及反映梁振型的各几何模型节点布置响应测点；
2)采集所述参考点和响应测点在脉冲激励后产生的响应信号；
3)对采集信号进行带通滤波，其通频带为感兴趣的结构模态频率范围，对所有响应通道加汉宁窗；
4)求取参考点与响应测点之间的互功率谱函数，并构建互功率谱函数不同采样时刻数据构成的矩阵方程；
5)利用所述矩阵方程求解系数矩阵，得到***极点；
6)识别模态振型及模态参与因子矩阵；
7)进行模态置信判据矩阵值计算，如果模态置信判据矩阵值未在预设合理区间内，则选取不同采样时刻值，返回到步骤4)重新构建矩阵方程组，直至模态置信判据值在预设合理区间以内，获得结构模态参数。
进一步，所述方法还包括以下步骤：8)模态动画绘制：得出各点每个方向的模态振型矢量，与响应测点布置几何模型对应，就得到描述各响应测点x、y、z方向上的相对振幅的模态振型动画。
再进一步，所述步骤4)中，按照式(1)计算结构响应测点j和参考点i之间的互相关函数：
式中，Rij(τ)为响应测点j和参考点i之间的互相关函数，T为测试时间，xi(t)为参考点的加速度响应信号，xj(t)为响应测点的加速度响应信号，τ为时间间隔；
对结构响应测点j和参考点i之间的互相关函数Rij(τ)按照采样时间间隔Δt采样，并将其表示为复模态形式：
式中Crij为与第r阶模态相关的常系数；N为待识别模态阶数；Δt为采样时间间隔，k表示采样的个数；λr为***极点；
将***极点λr表达为式中ξr为第r阶模态阻尼比；ωr为第r阶模态无阻尼固有频率
将Rij(kΔt)作周期延拓，并进行离散傅里叶变换，得到响应测点j和参考点i之间单边互功率谱密度函数：
取在不同采样起始时刻的值建立互功率谱函数矩阵方程：
式中a0，a1，…a2N为系数；Sij(t0)，Sij(t1)…Sij(t4N)为响应测点j和参考点i之间互功率谱函数在t0，t1,…t4N时刻的取值，利用该方程组的协方差矩阵构成压缩方程，得到该压缩方程的最小二乘解，得到系数a0，a1，…a2N的取值。
更进一步，所述步骤5)中，令构造下列方程：
式中ak为系数，上式左边由2N项相加而成，因此方程组特征解的个数至少应等于2N，因此k＝0,1,2…2N，上式如果成立，则系数a0，a1，…a2N满足下列有理分式正交多项式即Poroney多项式方程，且该多项式以为特征解，取a2N＝1，得到：
将估计出的系数矩阵a0，a1，…a2N代入式(8)，求得***的极点。
所述步骤6)中，将互功率谱函数矩阵表示为***各阶模态振型和模态参与因子矩阵的部分分式之和，得到
式中，Vr为模态振型矩阵，Lr为模态参与因子矩阵，表示在***响应中各阶模态的贡献量，为模态振型矩阵的复共轭矩阵，为模态参与因子矩阵的复共轭矩阵，为***极点的共轭复数；
将识别的***极点代入式(9)，求得由各阶模态振型矢量Ψr构成的模态振型矩阵Vr及其模态参与因子矩阵Lr，获得***模态参数的全局估计。
所述步骤7)中，模态置信判据矩阵值为：
其中，Ψr为第r阶模态振型矢量；Ψs为第s阶模态振型矢量；Ψr *T为第r阶模态振型矢量的共轭转置；Ψs *T为第s阶模态振型矢量的共轭转置。
一种基于互谱函数的运行模态分析实验装置，包括固定支架、弹性绳、钢锤、加速度传感器、梁、吊环、同轴电缆、数据采集前端和运行模块分析中心，所述梁由弹性绳悬挂，使梁处于自由边界条件，所述弹性绳一端和固定支架连接，所述弹性绳的另一端与吊环连接，所述吊环与梁通过螺纹连接，所述加速度传感器测试各测点的振动加速度-时间数据，各加速度传感器通过同轴电缆分别与数据采集前端电连接，数据采集前端与运行模块分析中心电连接，加速度传感器采集到脉冲激励下的响应信号后，将其传入数据采集前端，再传到运行模块分析中心，所采集的振动响应信号数据通过数据采集前端导入运行 模块分析中心进行分析处理。
本发明的有益效果主要表现在：1、能够实现快速计算、精确度高、具有较好的误差控制、能够减少试验强度和时间，大幅提高试验效率；2、突破了已有实验模态分析技术要求外加激励响应输入和对激励输入各种强制假设的缺陷，可实现方便快速地对梁结构进行动态特性分析；3、不需要测量外部激励，只测量响应数据，减少了设备需求，试验成本可以大大降低，为运行模态分析实验技术增添了一种新方法。
附图说明
图1为本发明一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法的流程示意图。
图2为运行模态分析实验装置组成示意图。
图3为梁结构测点布置示意图。
图4为参考点的时域响应波形图。
图5为参考点与测点间的互功率谱函数图。
图6为识别的梁的模态振型图，其中，(a)是一阶振型，(b)是二阶振型，(c)为三阶振型。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图6，一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法，该方法包括以下步骤：
1)用弹性绳将梁悬挂，选择梁的端点作为激励点，利用钢锤对梁实施脉冲激励；
选取距离激励点较近且响应信号幅值较大的响应测点作为参考 点；
在所述参考点及反映梁振型的各几何模型节点布置响应测点；
2)采集所述参考点和响应测点在脉冲激励后产生的响应信号；
3)对采集信号进行带通滤波，其通频带为感兴趣的结构模态频率范围，对所有响应通道加汉宁窗；
4)求取参考点与响应测点之间的互功率谱函数，并构建互功率谱函数不同采样时刻数据构成的矩阵方程；
5)利用所述矩阵方程求解系数矩阵，得到***极点；
6)识别模态振型及模态参与因子矩阵；
7)进行模态置信判据矩阵值计算，如果模态置信判据矩阵值未在预设合理区间内，则选取不同采样时刻值，返回到步骤4)重新构建矩阵方程组，直至模态置信判据值在预设合理区间以内，获得结构模态参数。
进一步，所述方法还包括以下步骤：8)模态动画绘制：得出各点每个方向的模态振型矢量，与测点布置几何模型对应，就得到描述各测点x、y、z方向上的相对振幅的模态振型动画。
参见图2，一种基于脉冲激励的运行模态分析实验方法及装置，包括固定支架1、弹性绳2、钢锤3、加速度传感器4、梁5、吊环6、同轴电缆7、数采前端8、运行模块分析中心9(可以采用笔记本电脑)。所述梁5由弹性绳2悬挂，隔除外界振动的影响，且使梁处于自由边界条件。所述弹性绳一端和固定支架1连接，一端与吊环6连接，所述吊环6与梁通过螺纹连接，所述加速度传感器4测试各测点的振动加速度-时间数据，各加速度传感器4通过同轴电缆7分别与数据采集 前端8电连接，数据采集前端8与运行模块分析中心9电连接。加速度传感器4采集到脉冲激励下的响应信号后，将其传入数据采集前端8，再传到运行模块分析中心9，所采集的振动响应信号数据通过数据采集前端导入运行模块分析中心9的运行模态分析软件模块进行分析处理，识别模态参数。
一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法，具体操作步骤如下：
1)选择激励点
为了识别无约束梁的模态参数，应尽可能输入一个宽频随机激励信号。脉冲激励的自功率谱与白噪声信号相近，即其谱密度在较低频率段接近于平直，是较理想的激励信号。因此利用钢锤3对梁施加脉冲激励，以激发各阶模态。
在本发明所述的技术方案中，“脉冲激励”是指在梁上选取激励点，使用钢锤3激励结构，提高采集信号的信噪比。参见图3，在梁上等间距布置9个测点。选择梁的端点1号点为激励点。
2)选择参考点和响应测点，测取结构振动响应
在本实施例中，在待测梁上选取1号店作为参考点，其余8个测点作为响应测点，同时在参考点和响应测点上分别固定加速度传感器4。通过加速度传感器4采集脉冲激励下参考点及响应测点的振动加速度。参考点的信号时域波形参见图4。
3)求取互相关函数，并将其表示为复模态形式
互相关函数表示的是两个时间序列之间和同一个时间序列在任意两个不同时刻的取值之间的相关程度，即互相关函数是描述随机信号x(t),y(t)在任意两个不同时刻的取值之间的相关程度。按照式(1)计算结构响应测点j和参考点i之间的互相关函数
式中，Rij(τ)为响应测点j和参考点i之间的互相关函数，T为测试时间，xi(t)为参考点的加速度响应信号，xj(t)为响应测点的加速度响应信号，τ为时间间隔。
4)求取响应信号互功率谱函数，构建由不同采样时刻的互功率谱函数值构成的矩阵方程。
将Rij(kΔt)作周期延拓，并进行离散傅里叶变换(DFT)，得到响应测点j和参考点i之间单边互功率谱密度函数：
3号测点与参考点之间的互功率谱函数参见图5。取在不同采样起始时刻的值建立互功率谱函数矩阵方程：
式中a0，a1，…a2N为系数；Sij(t0)，Sij(t1)…Sij(t4N)为响应测点j和参考点i之间互功率谱函数在t0，t1,…t4N时刻的取值。利用该方程组的协方差矩阵构成压缩方程，得到该压缩方程的最小二乘解，得到系数a0，a1，…a2N的取值。
5)识别***极点
为识别***极点，令构造下列方程：
式中ak为系数，上式左边由2N项相加而成，因此方程组特征解的个数至少应等于2N，因此k＝0,1,2…2N。上式如果成立，则系数a0，a1，…a2N满足下列有理分式正交多项式即Poroney多项式方程，且 该多项式以为特征解。取a2N＝1，得到：
将估计出的系数矩阵a0，a1，…a2N代入式(8)，求得***的极点。
6)识别模态振型及模态参与因子矩阵
将互功率谱函数矩阵表示为***各阶模态振型和模态参与因子矩阵的部分分式之和，得到
式中，Vr为模态振型矩阵，Lr为模态参与因子矩阵，表示在***响应中各阶模态的贡献量，为模态振型矩阵的复共轭矩阵，为模态参与因子矩阵的复共轭矩阵，为***极点的共轭复数；
将识别的***极点代入式(9)，求得由各阶模态振型矢量Ψr构成的模态振型矩阵Vr及其模态参与因子矩阵Lr，获得***模态参数的全局估计。
在本实施例中，采用最小二乘复频域法(LSFD方法)考察不同计算阶次下各阶模态对应的固有频率、阻尼比及模态振型的计算误差，得到最小二乘误差稳态图，选取在所有计算阶次上标注“S”点最多的N列所对应的频率为***模态频率，并由此计算出阻尼比及模态振型。
7)模态验证和分析：主要完成运行模态分析结果的正确性检验。利用模态置信判据判断模态估计的准确性。其中Ψr为第r阶模态振型矢量；Ψs为第s阶模态振型矢量；Ψr *T为第r阶模态振型矢量的共轭转置；Ψs *T为第s阶模态振型矢量的共轭转置。通过模态置信判据MAC矩阵可判断模态参数拾取结果的正确性，从而判断模态估计的准确性。如果两模态振型之间存在线性关系，其MAC值接近于1，如果它们是彼此无关的，则MAC值接近于零。经过模态置信判据矩阵判断识别结果的正确性，如果各阶模态间的MAC值均小于0.3，则识别的各阶模态为真实模态，识别结果准确，结束整个运算过程。如果存在某两阶模态间的MAC值大于0.3，从步 骤(4)开始，选择不同采样时刻数据重新计算直至符合要求为止。这样确定了各阶模态参数值，基于脉冲激励的运行模态分析核心计算过程结束。
8)模态动画绘制：得出各点每个方向的模态振型矢量，与测点布置几何模型对应，就得到描述各测点x、y、z方向上的相对振幅的模态振型动画，从而完成整个运行模态分析全过程。识别的梁的前三阶模态振型图参见图6。
所述步骤2)中参考点和响应测点的振动加速度由加速度传感器4测量，由数据采集前端8完成振动加速度的记录。
所述步骤7)中，利用模态置信判据进行识别结果的正确性检验。
上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)用弹性绳将梁悬挂，选择梁的端点作为激励点，利用钢锤对梁实施脉冲激励；
选取距离激励点较近且响应信号幅值较大的响应测点作为参考点；
在所述参考点及反映梁振型的各几何模型节点布置响应测点；
2)采集所述参考点和响应测点在脉冲激励后产生的响应信号；
3)对采集信号进行带通滤波，其通频带为感兴趣的结构模态频率范围，对所有响应通道加汉宁窗；
4)求取参考点与响应测点之间的互功率谱函数，并构建互功率谱函数不同采样时刻数据构成的矩阵方程；
5)利用所述矩阵方程求解系数矩阵，得到***极点；
6)识别模态振型及模态参与因子矩阵；
7)进行模态置信判据矩阵值计算，如果模态置信判据矩阵值未在预设合理区间内，则选取不同采样时刻值，返回到步骤4)重新构建矩阵方程组，直至模态置信判据矩阵值在预设合理区间以内，获得结构模态参数。
2.如权利要求1所述的基于互谱函数的运行模态分析实验方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤：8)模态动画绘制：得出各点每个方向的模态振型矢量，与响应测点布置几何模型对应，就得到描述各响应测点x、y、z方向上的相对振幅的模态振型动画。
3.如权利要求1或2所述的一种基于互谱函数的运行模态分析实验方 法，其特征在于：所述步骤4)中，按照式(1)计算结构响应测点j和参考点i之间的互相关函数：
式中，Rij(τ)为响应测点j和参考点i之间的互相关函数，T为测试时间，xi(t)为参考点的加速度响应信号，xj(t)为响应测点的加速度响应信号，τ为时间间隔；
对结构响应测点j和参考点i之间的互相关函数Rij(τ)按照采样时间间隔Δt采样，并将其表示为复模态形式
式中Crij为与第r阶模态相关的常系数；N为待识别模态阶数；Δt为采样时间间隔，k表示采样的个数；λr为***极点；
将***极点λr表达为式中ξr为第r阶模态阻尼比；ωr为第r阶模态无阻尼固有频率；
将Rij(kΔt)作周期延拓，并进行离散傅里叶变换，得到响应测点j和参考点i之间单边互功率谱密度函数：
取在不同采样起始时刻的值建立互功率谱函数矩阵方程：
式中a0，a1，…a2N为系数；Sij(t0)，Sij(t1)…Sij(4N)为响应测点j和参考点i之间互功率谱函数在t0，t1,…t4N时刻的取值，利用该方程 组的协方差矩阵构成压缩方程，得到该压缩方程的最小二乘解，得到系数a0，a1，…a2N的取值。
4.如权利要求3所述的一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法，其特征在于：所述步骤5)中，令构造下列方程：
式中ak为系数，上式左边由2N项相加而成，因此方程组特征解的个数至少应等于2N，因此k＝0,1,2…2N，上式如果成立，则系数a0，a1，…a2N满足下列有理分式正交多项式即Poroney多项式方程，且该多项式以为特征解，取a2N＝1，得到：
将估计出的系数矩阵a0，a1，…a2N代入式(8)，求得***的极点。
5.如权利要求4所述的一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法，其特征在于：所述步骤6)中，将互功率谱函数矩阵表示为***各阶模态振型和模态参与因子矩阵的部分分式之和，得到
式中，Vr为模态振型矩阵，Lr为模态参与因子矩阵，表示在***响应中各阶模态的贡献量，为模态振型矩阵的复共轭矩阵，为模态参与因子矩阵的复共轭矩阵，为***极点的共轭复数；
将识别的***极点代入式(9)，求得由各阶模态振型矢量Ψr构成的模态振型矩阵Vr及其模态参与因子矩阵Lr，获得***模态参数的全局估计。
6.如权利要求5所述的一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法，其特征在于：所述步骤7)中，模态置信判据矩阵值为：
其中，Ψr为第r阶模态振型矢量；Ψs为第s阶模态振型矢量；Ψr *T为第r阶模态振型矢量的共轭转置；Ψs *T为第s阶模态振型矢量的共轭转置。
7.一种如权利要求1所述的基于互谱函数的运行模态分析实验方法实现的装置，其特征在于：所述装置包括固定支架、弹性绳、钢锤、加速度传感器、梁、吊环、同轴电缆、数据采集前端和运行模块分析中心，所述梁由弹性绳悬挂，使梁处于自由边界条件，所述弹性绳一端和固定支架连接，所述弹性绳的另一端与吊环连接，所述吊环与梁通过螺纹连接，所述加速度传感器测试各测点的振动加速度-时间数据，各加速度传感器通过同轴电缆分别与数据采集前端电连接，数据采集前端与运行模块分析中心电连接，加速度传感器采集到脉冲激励下的响应信号后，将其传入数据采集前端，再传到运行模块分析中心，所采集的振动响应信号数据通过数据采集前端导入运行模块分析中心进行分析处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410341266.2A CN104165742B (zh) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410341266.2A CN104165742B (zh) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104165742A CN104165742A (zh) | 2014-11-26 |
| CN104165742B true CN104165742B (zh) | 2017-03-01 |
Family
ID=51909657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410341266.2A Active CN104165742B (zh) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104165742B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104807534B (zh) * | 2015-05-21 | 2018-04-13 | 华北电力大学（保定） | 基于在线振动数据的设备固有振动模式自学习识别方法 |
| CN106124034B (zh) * | 2016-09-07 | 2022-07-08 | 湖南科技大学 | 基于机器视觉的薄壁件工作模态测试装置及测试方法 |
| CN106844935B (zh) * | 2017-01-18 | 2020-04-24 | 大连理工大学 | 一种大阻尼工程结构模态参数识别方法 |
| CN106768767A (zh) * | 2017-03-08 | 2017-05-31 | 东南大学 | 一种基于频响函数的轴承座特性参数的测量***及测量方法 |
| CN108318129B (zh) * | 2018-02-01 | 2020-07-07 | 石家庄铁道大学 | 桥梁结构模态参数真假甄别方法及终端设备 |
| CN112926384B (zh) * | 2021-01-15 | 2022-07-15 | 厦门大学 | 一种基于功率谱传递比和支持向量机的模态自动识别方法 |
| CN113076879B (zh) * | 2021-04-06 | 2022-08-30 | 合肥工业大学 | 一种基于随机子空间的非同步采样结构模态参数识别方法 |
| CN113375786B (zh) * | 2021-05-17 | 2022-01-25 | 国网浙江海盐县供电有限公司 | 一种基于振动信号的变压器监测方法及铁芯临时修复装置 |
| CN113392789B (zh) * | 2021-06-21 | 2022-02-18 | 暨南大学 | 利用少量传感器信息的桥梁全桥完备模态振型识别方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101464205A (zh) * | 2008-12-30 | 2009-06-24 | 湖南大学 | 基于减基法的试验模态分析方法 |
| CN103217213A (zh) * | 2013-02-21 | 2013-07-24 | 北京工业大学 | 基于响应信号时频联合分布特征的模态参数辨识方法 |
| CN103323200A (zh) * | 2013-05-15 | 2013-09-25 | 华中科技大学 | 主轴空运行激励下速度相关的刀尖点模态参数的获取方法 |
-
2014
- 2014-07-17 CN CN201410341266.2A patent/CN104165742B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101464205A (zh) * | 2008-12-30 | 2009-06-24 | 湖南大学 | 基于减基法的试验模态分析方法 |
| CN103217213A (zh) * | 2013-02-21 | 2013-07-24 | 北京工业大学 | 基于响应信号时频联合分布特征的模态参数辨识方法 |
| CN103323200A (zh) * | 2013-05-15 | 2013-09-25 | 华中科技大学 | 主轴空运行激励下速度相关的刀尖点模态参数的获取方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 一种基于互功率谱密度的频域模态识别法;申凡 等;《振动工程学报》;20010930;第14卷(第3期);第259-262页 * |
| 多硬度拼接淬硬钢铣削动力学研究;王扬渝;《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20140615(第6期);B022-50 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104165742A (zh) | 2014-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104165742B (zh) | 一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法及装置 | |
| CN104133950B (zh) | 一种悬臂梁运行模态分析实验方法及装置 | |
| CN104132791B (zh) | 一种基于脉冲激励的运行模态分析实验方法 | |
| CN104239681B (zh) | 基于脉冲激励响应信号互功率谱函数的主轴***运行模态分析方法 | |
| CN101504324B (zh) | 拉索运营状态智能判别方法及*** | |
| CN109357822A (zh) | 一种基于车桥耦合***时变动力特征改变的桥梁快速测试与评估方法 | |
| CN107271127B (zh) | 基于自迭代主元抽取的工作模态参数识别方法及装置 | |
| CN107389285A (zh) | 一种基于温度改变的桥梁快速测试与评估方法 | |
| CN104142219B (zh) | 一种基于多点脉冲激励的主轴***运行模态分析方法 | |
| CN112461358B (zh) | 基于车辆-桥梁***瞬时频率的桥梁模态参数识别方法 | |
| CN102539107A (zh) | 一种实现风洞试验信号精确同步的方法 | |
| CN105181200A (zh) | 一种频率法测量索力的精确算法 | |
| CN101839781B (zh) | 悬索桥主缆状态快速识别方法及装置 | |
| CN108844702A (zh) | 车辆匀速通过时桥梁影响线的测定方法 | |
| CN111487318B (zh) | 一种时变结构瞬时频率提取方法 | |
| CN102156873A (zh) | 一种基于混沌的机械零部件早期单点故障检测与分类方法 | |
| CN107024271A (zh) | 机械振动信号压缩重构方法及*** | |
| CN110285044B (zh) | 基于树莓派的水泵振动监测分析仪及方法 | |
| CN103217248A (zh) | 一种桥梁钢索拉力的检测方法 | |
| CN103543026B (zh) | 基于振动传递率函数和支持向量机的结构损伤识别方法 | |
| CN106248201B (zh) | 基于增强谱峭度的谐波成分检测方法 | |
| JP4825597B2 (ja) | 損傷検出方法、損傷検出装置、損傷検出システム | |
| CN101649737B (zh) | 一种基于牵引器驱动电流分析的水平井套管中射孔和接箍的检测方法 | |
| CN107145620B (zh) | 一种基于随机减量技术的结构动力特性识别方法 | |
| CN106446320B (zh) | 基于imf瞬时能量曲率差值的井架钢结构损伤识别方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191224 Address after: 311400 312-011, building 2, Fuchun Silicon Valley innovation center, 398 Jiulong Avenue, Yinhu street, Fuyang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Hangzhou kenshang Information Technology Co., Ltd Address before: The city Zhaohui six districts Chao Wang Road Hangzhou City, Zhejiang province 310014 18 Patentee before: Zhejiang University of Technology |