機(jī)械結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析是建立在已知系統(tǒng)輸入輸出的基礎(chǔ)上，對(duì)這兩者進(jìn)行數(shù)學(xué)處理而得到系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù)或者脈沖響應(yīng)函數(shù)，通過模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法獲得系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)。試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析具有較好的可控性、良好的測(cè)試重復(fù)性、較高的模態(tài)參數(shù)識(shí)別精度和可靠性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)修改、損傷識(shí)別等方面具有重要作用和廣泛應(yīng)用。因此開發(fā)模態(tài)參數(shù)識(shí)別精度高、操作高效快捷的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)是工程上研究的重要課題之一。
　　本文對(duì)試驗(yàn)?zāi)B(tài)原理進(jìn)行深入研究，對(duì)多參考最小二乘復(fù)頻域法進(jìn)行

2、算法改進(jìn)，提出加權(quán)的多參考最小二乘復(fù)頻域法。針對(duì)算法中數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的頻響函數(shù)易受噪聲干擾的問題，提出了以相干函數(shù)為加權(quán)參考的加權(quán)頻響函數(shù)代替以往的平均頻響函數(shù)函數(shù)，以頻響函數(shù)方差為加權(quán)參考的加權(quán)最小二乘目標(biāo)函數(shù)，增強(qiáng)頻響函數(shù)的質(zhì)量，提高了參數(shù)識(shí)別精度；提出了基于穩(wěn)定圖分組加權(quán)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)模態(tài)自動(dòng)識(shí)別，根據(jù)據(jù)穩(wěn)定圖中計(jì)算模態(tài)的頻率、阻尼比、模態(tài)振型等計(jì)算各個(gè)計(jì)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(duì)穩(wěn)定

3、模態(tài)選擇的影響，更加準(zhǔn)確提取結(jié)構(gòu)物理模態(tài)。
　　搭建機(jī)械結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。對(duì)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析平臺(tái)的搭建基于有線采集和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集兩種方式進(jìn)行硬件選型；根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的實(shí)際需求，對(duì)模態(tài)分析系統(tǒng)軟件進(jìn)行總體和功能模塊設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了通用的數(shù)據(jù)二維顯示器、結(jié)構(gòu)模型三維顯示器、穩(wěn)定圖顯示器以及各功能模塊：結(jié)構(gòu)建模、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與選擇、模態(tài)識(shí)別、模態(tài)驗(yàn)證和振型動(dòng)畫等。根據(jù)信號(hào)分析原

4、理、試驗(yàn)具體要求、工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)等多方面進(jìn)行綜合考量，設(shè)計(jì)出符合模態(tài)分析原理、滿足試驗(yàn)要求、提供經(jīng)驗(yàn)參考數(shù)值且人機(jī)交互友好、界面美觀的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)。
　　使用本文開發(fā)的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)，采用基于有線采集和基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集兩種方式進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。通過測(cè)試平臺(tái)搭建、結(jié)構(gòu)建模、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、模態(tài)識(shí)別、模態(tài)驗(yàn)證和振型動(dòng)畫完整的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析流程識(shí)別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)，并與LMS模態(tài)分析系統(tǒng)識(shí)別結(jié)果對(duì)比分析。結(jié)果表明本系統(tǒng)能