基于單點(diǎn)輸入多點(diǎn)輸出系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘要:為了檢測裝備的機(jī)械結(jié)構(gòu)損傷情況,采用模態(tài)參數(shù)進(jìn)行識別分析。設(shè)計(jì)了一種用于單輸入多輸出方法的模態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng),給出了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及部分軟件。該系統(tǒng)采用了多控制器方案,能夠按照使用要求輸出激勵和并行采集數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的海量存儲。該系統(tǒng)具有通用性,可以用于多種用途。
關(guān)鍵詞:模態(tài)分析;硬件結(jié)構(gòu);激勵方法;并行采集
0 引言
模態(tài)分析是在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際測試的基礎(chǔ)上,采用實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的方法來處理工程結(jié)構(gòu)的動力學(xué)問題。隨著某裝備減重和確??煽啃砸螅仨殞ζ溥M(jìn)行模態(tài)分析。在確定單輸入多輸出方法的模態(tài)分析方法基礎(chǔ)上,需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)上能夠滿足被分析的對象,即能在裝備平臺上施加相應(yīng)的激勵,可并行采集結(jié)構(gòu)的振動加速度,同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時(shí)存儲。本文根據(jù)這一要求,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)以PC機(jī)為主機(jī)進(jìn)行操作,以ARM控制器為執(zhí)行機(jī)構(gòu),對輸出和采集過程進(jìn)行控制,輸出形式是激振力,輸入信號是加速度。
1 單點(diǎn)輸入多點(diǎn)輸出模態(tài)參數(shù)測試
單點(diǎn)輸入多點(diǎn)輸出方法在實(shí)驗(yàn)時(shí),激勵點(diǎn)是固定的,且可以同時(shí)測試多個(gè)點(diǎn)的響應(yīng)。該方法測試效率較高,廣泛用于中型機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。由于同時(shí)測量多個(gè)點(diǎn),傳感器的質(zhì)量和要小,以減少附加質(zhì)量對結(jié)構(gòu)特性的影響。激勵方法可以采用錘擊法或激振器激勵法。本文采用了激振器激勵法。激振器激勵方法較好,可以克服錘擊法容易引起模態(tài)遺漏的問題。
該方法的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2 測試系統(tǒng)總統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)系統(tǒng)測試要求,本文設(shè)計(jì)了模態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng)。該測試系統(tǒng)由PC機(jī)、輸出控制器、激振器、數(shù)據(jù)采集控制器、調(diào)理電路和多個(gè)振動采集傳感器組成,如圖2所示。
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