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（八十四）趣味解读模态世界 – 当有双击时，我有时更换锤头来避免它，那样行吗？
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当有双击时，我有时更换锤头来避免它，那样行吗？
我们做些测试来看看这有什么影响？
我们之前曾经讨论过双击，但这是一个不同的情形。表面上看，这好像是一种减轻双击的方法，但那样做的结果，可能会有某些影响。所以我们在同一个结构,上次文章中讨论过的结构上做些测试，来看看这有什么影响（绝无双关之意）。
上次我们讨论了力锤的滚降，我们指出滚降本身没有显著地恶化最终的系统模态振型，但是如所预期，测得的频响函数有些变坏。
嗯，在那个最初的测试过程中，我们十分小心以避免任何的双击（用硬点的锤头）。但是我们还是回到那个相同的结构，另外采集一些测量结果，而且设法确保采集的某些测量结果带有双击。并且实际上，我们采集了另外一整套数据，特别确保根据锤击激励得到的每一个频响都施加了双击。
作为参考，单击和双击的典型输入力谱如图1所示。
图1 – 单击和双击的力谱比较
在整个频率范围内，尽管双击显露出输入力谱的误差，重要的是要注意，在输入谱上没有严重的降落，那是主要关心的问题。作为参考，图2展示了我们测试结构的典型模态振型。
图2 – 结构的模态振型
现在，我要做的是用硬锤头并且没有双击的这组数据作为参考进行比较，那是此处我们要关心的。在结构可能发生双击的位置上我要采集一些测量结果，用软点的锤头采。（仅仅是为了确保我正确地记录这点，用硬锤头测量了结构外部的10个频响，软锤头测试了内部的10个频响。）
作为对比，来自每种锤头的两个频响如图3和图4所示，分别为硬锤头和软锤头。
图3 – 硬锤头的典型频响
图4 – 软锤头的典型频响
现在，进行第1次对比，对参考模态数据和“混合”模态数据计算MAC值，其中有些测量结果是用硬锤头测试的，有些是用软锤头测的；最初的想法是要用软锤头来减少双击。对这种情况MAC值如表1所示。
表1 – 参考试验和混合数据的MAC
注意，对于相应的模态，对角项的MAC值在95～99范围之内；
对于这次评估，非对角项不关键，因为在这样有限的数据测点的情况下，空间混叠是主要的困难。
但是根据上次的文章记住，当我们比较所有的硬锤头和软锤头模态试验数据时，模态之间基本上没有差别。那么这里发生了什么？
总的说来，当我们更换力锤上的锤头时，我们在输入谱上有很大的改变，它实质上改变了力锤的校准系数。因为所有的测量结果不是用同一个锤头采集的，相对测量结果的均衡，在某些测量结果上有偏差。这意味着在频响函数的标定上，我们产生了不均衡。所以这直接说明在测试过程中间我们真的不应该更换锤头，否则在采集的频响上会有偏差 – 除非我们进行校准来恢复采集数据上的影响。
现在我们仅把这个再进一步，用另外一组数据。尽管我不是鼓吹用双击数据，我们之前曾经表示过，有时我们可能需要采集带双击的数据，或许那个数据用起来没那么可怕 – 只要我们小心保证所有的数据看起来合理，相干也好。现在我要利用这组数据，其中所有的频响是用某种型式的双击进行测量的，但对所有的测量结果，所有的频响是用同一个硬锤头采集的。
现在，在所有测点上计算参考模态数据和带有某种双击的模态数据的MAC值。对这个例子，MAC值如表2所示。现在注意到，对所有对角项，MAC值都在99以上。因此这表明总体上数据实际非常的好，双击情况下采集的频响实际上好于我们试图要减少双击，在结构的一部分点上用软锤头的数据。我猜你从来没有期待那样的结果，但是如果你考虑到双击数据是用某种一致的输入激励采集的，而“混合”数据不是，它是讲得通的。
表2 – 参考试验和双击试验的MAC
我希望这有助于阐明双击或许并没有你曾经猜想的那样糟糕。在试验的过程中更换锤头，不考虑输入力谱上的实际改变，这改变了校准因子，需要考虑。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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上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品！与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。代理品牌均处于相关领域的发展前沿，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等，所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。
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