工作分析采用工作模态识别法进行模态分析

1、（工作分析）采用工作模态识别法进行模态分析20XX年XX月多年的企业咨询豉问经验.经过实战验证可以落地机行的卓越管理方案，值得您下载拥有采用工作模态识别法进行模态分析 郑敏，申凡，史东锋，陈怀海.中国航空学报（英文版）,2004,4）:215 t219摘要：对于壹些大型工作结构，有时很难测得输入信号，只能单独利用实测响应数 据进行工作模态识别。本文针对工程实际中的这壹情况，首先利用响应间互关联函 数同脉冲响应函数于表达形式上的相似性，推导出了多参考点时域工作模态复指 数法，继而又从响应间的互关联函数入手，推导出了多参考点频域工作模态识别 法。最后采用壹飞机模型对这俩种方法进行了试验验证 ，且将

2、所得结果做了对比分 析，结果表明，俩种多参考点方法均能较有效地单独从实测响应数据提取结构的模 态参数，且频域工作模态识别法比时域工作模态复指数法识别精度更高。关键词：模态识别；工作状态；系统识别；自然激励；环境激励工作条件下的航空发动机及核反应堆，飞行中的导弹和航空器，受风或车辆载荷 激励的大型建筑输入力的测量是不可实现的。于实验室中通过人为激励进行模拟 实验是非常困难的。从操作机构中提取模态参数能够极大地降低实验花费。因此,最近几年于单响应数据中模态鉴定系统得到越来越多的关注。已经有壹些方法从 单输出数据中估算模态参数，例如功率谱密度函数的峰值选取法，自回归滑动模 型，随机子空间法，用易卜拉

3、欣时间域技术随机减量处理，最大嫡法，最小二乘 曲线拟合技术等等。本文，将推导出于白噪声激励下测量反馈间互关联函数表达 式。接着提出了壹个多参考时域的的操作模型复指数法。1理论方面1.1 关联函数及脉冲响应函数假设输入时白噪声，那么于输出n及输出p之间的互关联函数就能够获得N是模态的个数，斤是第r个复特征值。是第r个模态矩阵的第n个成 分。Wr,Qpr是常数。众所周知，脉冲响应函数被描述如下：是有点l导致的n点的脉冲响应，是模态参和因数。因此，它表明互关联函数是负指数函数的总和且且和脉冲响应函数具有相同 的形式。1.2 工作模态复指数方法作为参考服务的N反应和P反应之间自动和互关联函数矩阵表示如

4、下：表示NX2N模态矩阵，表示2NX2N复特征值矩阵，Q表示充满的2NX2N常数矩阵。让模型的阶位为q,下面的方程式能够通过于传统的聚参考复指数方法中用 互关联函数矩阵代替脉冲响应函数矩阵。U=V XBU=,T表示矩阵或向量的转置。K是互关联函数的样本数。系数矩阵B (1) , B(2) , o o o B(q)能够从方程式4中获得。对于第r模态可获得下列方程式其中Qr第r个适量矩阵的Q, Zr= , 为样本区间。壹旦知道系数矩阵EQ (1) 能够改写成壹个产生于特征值Zr和相应的左特征向量Qr的广义特征值问题。通过 下式能够获得系统极点入r模态能够通过方程式 3获得。1.3频域工作模态识别方

5、法方程式3的拉普拉斯变换能够写为其中G (s)是关联函数矩阵R(T)的拉普拉斯变换，I是单位矩阵。壹个新的矩阵方程就构成了G(s)是R(T)的壹次导数的拉普拉斯变换;众所周知，必定存于系统矩阵 A满足下列关系 将上述方程式自右乘 O(s)能够获得下式将方程式8代入方程式10能够获得也能够为方程式12也能够表示为将方程式13代入方程式11 ,且使s=jw ,能够获得下式表示测量响应的功频率谱密度函数矩阵。方程式14能够表述为对于于测量的频率范围内所有离散频率31, 3 2,.,3 K均能够获得标量方程。这些方程也能够写为O从方程式16中能够获得：其中+表示广义逆。当测量的功率谱密度已知时能够推导

6、出矩阵A。求解方程式9的特征值于于从A对角线中得到系统特征值入r。原有振动系统的第r个模态仅仅是矩阵的第r个特征值2应用飞机模型由三个紧固于飞机机身上三个点的橡胶绳悬置于空中。向俩个振动器中施加俩个互不关联的白噪声信号。MVMAS23多振动测量和分析系统有64的通道能够用于于512Hz采样频率内获取24个位置的响应数据。图1显示传感器，振动器附着点和悬浮点的分布。通过使用多点纯模式激发技术为了比较向基准模型屈服而能够估计模态参数。互关联函数于所有响应之间计算。对于只输出模态分析，使用壹个时域操作模态复指数方法来获得模态参数。然后功率谱密度于所有响应之间计算。它们将提供给本文提出的频域技术以获得

7、 模态参数。于图3中测量响应之间合成的自动和交叉力被实际测量的 自动和交叉力覆盖，这显示了壹个非常好的壹致性。表1列出了三种方案的结果。壹个非常好的壹致性显示了俩个概 述技术能够应用到对只响应的模态鉴定中且通过推荐的频域方法获 得的模态参数比那些先前提出的复指数方法获得结果更准确。3.结论有些时候对于壹些大型操作机构模态参数必须于只响应中估计 出来。这篇论文给出了于假设的白噪声激励下响应之间的互关联函数 的表达式。于这篇论文中提出了壹个时域操作模态鉴定复指数法和壹 个频域操作模态鉴定方法。对壹个飞机模型的实验表明俩个概述计划 均能从只输出中提取参数。提出的俩个方法的主要特点能够概括为：(1)俩者均能够用于通过同时使用所有测量数据获得全面的系 统模态参数。(2)俩者均是由于白噪声输入力假设下得到的响应之间的互关 联函数表达式推导出来的。(3)当测量响应的总数非常大时，绘制于瀑布图上的不断增加 的模型命令的模态参数的稳定性能够用于区别系统模态和前述复指 数方法中的欺骗性的模态，PCR技术能够用于降低前述频域模型方法 中的模型命令。(4)于复指数方法中，模态形状不