機械結構試驗模態(tài)分析系統(tǒng)設計.pdf

1、試驗模態(tài)分析是建立在已知系統(tǒng)輸入輸出的基礎上，對這兩者進行數學處理而得到系統(tǒng)頻率響應函數或者脈沖響應函數，通過模態(tài)參數識別方法獲得系統(tǒng)模態(tài)參數。試驗模態(tài)分析具有較好的可控性、良好的測試重復性、較高的模態(tài)參數識別精度和可靠性，在結構設計修改、損傷識別等方面具有重要作用和廣泛應用。因此開發(fā)模態(tài)參數識別精度高、操作高效快捷的結構試驗模態(tài)分析系統(tǒng)是工程上研究的重要課題之一。
　　本文對試驗模態(tài)原理進行深入研究，對多參考最小二乘復頻域法進行

2、算法改進，提出加權的多參考最小二乘復頻域法。針對算法中數據基礎的頻響函數易受噪聲干擾的問題，提出了以相干函數為加權參考的加權頻響函數代替以往的平均頻響函數函數，以頻響函數方差為加權參考的加權最小二乘目標函數，增強頻響函數的質量，提高了參數識別精度；提出了基于穩(wěn)定圖分組加權的最優(yōu)結構模態(tài)自動識別，根據據穩(wěn)定圖中計算模態(tài)的頻率、阻尼比、模態(tài)振型等計算各個計算模態(tài)分值分組，拾取基于模態(tài)分值最高的穩(wěn)定模態(tài)，提高了篩選效率，降低人為主觀因素對穩(wěn)定

3、模態(tài)選擇的影響，更加準確提取結構物理模態(tài)。
　　搭建機械結構試驗模態(tài)分析系統(tǒng)實驗平臺，并對試驗模態(tài)分析系統(tǒng)進行軟件設計。對試驗模態(tài)分析平臺的搭建基于有線采集和無線傳感器網絡采集兩種方式進行硬件選型；根據機械結構試驗模態(tài)分析的實際需求，對模態(tài)分析系統(tǒng)軟件進行總體和功能模塊設計。設計了通用的數據二維顯示器、結構模型三維顯示器、穩(wěn)定圖顯示器以及各功能模塊：結構建模、數據采集、數據處理與選擇、模態(tài)識別、模態(tài)驗證和振型動畫等。根據信號分析原

4、理、試驗具體要求、工程應用經驗等多方面進行綜合考量，設計出符合模態(tài)分析原理、滿足試驗要求、提供經驗參考數值且人機交互友好、界面美觀的試驗模態(tài)分析系統(tǒng)。
　　使用本文開發(fā)的試驗模態(tài)分析系統(tǒng)，采用基于有線采集和基于無線傳感器網絡采集兩種方式進行框架結構試驗模態(tài)分析。通過測試平臺搭建、結構建模、數據采集、數據處理、模態(tài)識別、模態(tài)驗證和振型動畫完整的試驗模態(tài)分析流程識別結構模態(tài)參數，并與LMS模態(tài)分析系統(tǒng)識別結果對比分析。結果表明本系統(tǒng)能