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（六十七）趣味解读模态空间-我们真的需要准确的修正模型吗？如果它不完美有什么影响？
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我们真的需要一个准确的修正模型吗？如果它不完美有什么影响？
我有些很好的例子来说明这个问题。
模型修正是开发一个准确的系统模型过程中非常重要的一个步骤。如果系统的任何部件不能正确地建模，那么总体的系统特性将不准确。当然对于系统响应，必须有人去规定什么是可以接受的，什么是不可以接受的。但那个问题另外说明。
这里我想要讨论的是部件频率对系统响应的影响。与总体系统特性相比，通常部件建模和修正更容易些。实际上，在开发一个系统模型中非常大的问题是边界条件和模型中部件的相互作用。所以这里我要说明的是系统模型中部件之间的相互关系。当然，有很多方法来写出所有的这些关系。这里我要做的是根据不同系统的一个非常简单的表示形式来确定这种关系。首先讨论简单的单自由度调谐吸振器，接下来说明模态复杂的多自由度系统。
所以首先要讨论的是部件的简单表示形式，按照其质量和刚度，或者模态特性，抑或者频响特性。图1是部件的有限元模型的概念化的形式说明，按照其质量和刚度来描述。但是按照这种形式，不容易解释不同阶模态在总体上如何影响部件的。部件的特征解将复杂的质量、刚度缩减为一组更为简单的单自由度系统，它们相互之间线性独立并且正交。所以如果理解了模态特性，则可以更好地理解部件。
图1 – 部件的物理和模态表示形式
现在，如果另一个弹簧-质量系统连接到这个部件上（但是现在，假设它跟系统的任何频率不一样），会发生什么呢？图2加了这个弹簧-质量系统，并且对原来的部件模态影响很小。但是，如果弹簧-质量系统“调谐”至一个特定模态，情况又会如何呢？
图2 – 部件，带有未经调谐的弹簧-质量系统
图3显示了如果弹簧-质量系统跟某阶模态一致对频响的影响，图4显示了如果两个弹簧-质量系统加到部件中去的影响。这些影响恰是对于调谐质量-弹簧吸振器所期望的。在添加的弹簧-质量系统和系统部件模态之间有动态相互作用。
图3 – 部件，带有调谐弹簧-质量系统
图4 – 部件，带有两个调谐的弹簧-质量系统
因此根据图3、4中的这两个示意图，很显然，如果弹簧-质量系统的频率是特别选择要跟系统某阶模态一致，则部件的动态特性将有显著改变，但是，如果弹簧-质量系统的频率选的不正确（如图2中所示），那么添加的弹簧-质量系统跟部件之间没有明显的动态耦合。
现在，有了这个认识后，我们开始讨论构成系统模型的两个部件的耦合。但不是将两个部件看作质量矩阵和刚度矩阵，而是将它们或者看作模态空间中的模态质量/弹簧系统集合，或者看作一组单自由度响应函数。
图5显示出部件A和部件B的这种表示形式。为了让这两个部件产生正确的耦合，必须正确地定义每个部件的模态。图5中，部件A跟部件B中的模态没有靠近，这样以来，这两个部件之间没有明显的耦合。
图5 – 两个部件的物理耦合
但是，如果部件的任何一个都不正确，并且实际模态彼此非常靠近，情况又会如何呢？这样，在二者模态一致的地方，两个部件之间将会有明显的动态耦合。两个部件之间的耦合很大程度上取决于这两个系统频率的相对关系。这样，正确地确定每个部件的模态是非常重要的，这样，在合成的系统模型中存在正确的动态相互作用。
我希望这有助于说明为何必须正确地确定每个部件的模态。必须修正部件模态来恰当地确定部件的动态特性。当仅仅考虑质量矩阵和刚度矩阵时，为何必须正确地确定系统模态就不直截了当。通过在模态域或者频率域表示部件，修正部件模态的需求就更加显而易见。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
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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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