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（九十三）趣味解读模态空间-你真的需要测量FRFs吗？或许传递比就可以了吧？
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你真的需要测量FRFs吗？或许传递比就可以了吧？
我们需要讨论一下这个问题。
在很多情况下，常常测量传递比。这可能是由于在振动台品质试验过程中进行数据采集，在这里，试验对象安装在一个大的振动台上，所有的“被测设备”加速度计测量相对于基础的、施加到试件上的加速度输入。
或者它也有可能是，在运行设备上进行测量，不能测量激振力，只有用加速度计测量的响应结果。当进行飞行试验、汽车测试、悬挂系统测试以及类似试验时，这种情况是非常普遍的。这可能是仅有的数据。但需要注意某些细微的区别。另外非常重要的是，要确认当我们使用所有这些独特的词汇时，我们都使用了相同的术语；有时我发现，名词在不同的行业表示不同的事物，所以核查一下是否理解了定义，总是非常重要的。
所以，先给出几个简单的定义，来解释我们有可能测量的全部结果中的某些差异。如果我们给出下面的定义，
则图1表示线性谱的输入-输出示意图。
图1 – 线性谱
另外，如果我们给出其他的这些定义，
则图2表示功率谱的输入-输出示意图
图2 – 功率谱
那么，既然我们已经定义了这些等式，我们就确定一些通常测量的结果，并了解如何用它们计算某些东西，例如，FRF和传递比。
首先要注意的是，线性谱是复数函数，有幅值有相位 – 所以和是复数线性谱。但是它们的相伴功率谱，和不是复数的，而是实数的，只有幅值测量结果。这点非常重要，因为没有与之相关的相位信息。但要注意互谱是复数，有幅值有相位。
所以我们继续下去，确定FRF和传递比。FRF是互功率谱除以输入功率谱，而传递比仅仅是输出谱除以输入谱。它们如下所示：
所以尽管我们一般说，这二者都测度输出相对于输入的关系，但有很大的差别 – 是复数的函数，不但有幅值而且有相位，而传递比仅仅是幅值之比；这大为不同，因为没有相位信息。但有一个重要的区别。通常，用所测的力作为参考进行测量，而不测量通常需要得到的力。对于模型确认、结构动力学修改、系统模型推导、以及强迫响应研究，当需要数据来求取一个校准的模型时，这一点非常重要 – 可以说，需要测量的力来校准模型。
既然已经完成了所有的定义，那么我们来看一看和的测量结果，来说明一些区别。用简单的自由-自由梁测量一些典型的结果。第1次测量中，用力锤和加速度计进行驱动点测量。图3显示了驱动点测量结果的对数幅值和相位；注意这个函数是复数的，如图所示。图4显示了从梁的一端到另一端的跨点测量结果的对数幅值和相位；这个测量结果也是复数值的。
图3 – 梁的驱动点频响测量结果 图4 – 梁的跨点频响测量结果
图5显示了在驱动点测量结果位置的加速度计的自功率谱，而图6显示了跨点位置的加速度计自功率谱。
图5 – 驱动点位置的自谱 图6 – 跨点位置的自谱
现在，当比较图3、4中的FRF测量结果时，这两个谱都有某些相同的特征。但有一个非常重要的信息丢失了，它就是测量结果的相位。功率谱是实数函数，没有任何相位信息。所以当彼此之间用幅值联系在一起时，不能从测量结果中得相位信息。
为了具备方向信息，需要得到复数的测量结果，这样就可以包含相位。现在，在这里请不要误会我，因为在很多没有其他测量结果的场合下，传递比是非常有用的。但我们还必须弄清楚，认识到如果想要了解结构的模态振型，还需要某些关键信息。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 - 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。
更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电
关于昊量光电：
上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息，或直接来电咨询4006-888-532。
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