振動(dòng)篩分機(jī)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別
作者:宏源科技 日期:2014-01-13
模態(tài)參數(shù)識(shí)別是實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的核心,按照不同的非參數(shù)模型,模態(tài)參數(shù)識(shí)別分為頻域模態(tài)參數(shù)識(shí)別和時(shí)域模態(tài)參數(shù)識(shí)別,頻域法己發(fā)展的相當(dāng)成熟、實(shí)用;按照使用激勵(lì)和響應(yīng)信號(hào)的數(shù)目分為單入單出(SISO)識(shí)別法、單入多出(SIMO)識(shí)別法和多入多出(MIMO)識(shí)別法。
模態(tài)分析中,阻尼是一個(gè)較難處理的問題。根據(jù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同,常用到粘性比例阻尼、一般粘性阻尼、結(jié)構(gòu)比例阻尼與結(jié)構(gòu)阻尼四種阻尼模型。根據(jù)模態(tài)矢量是實(shí)矢量還是復(fù)矢量,振動(dòng)系統(tǒng)分為實(shí)模態(tài)系統(tǒng)和復(fù)模態(tài)系統(tǒng)。無阻尼和比例阻尼系統(tǒng)屬于實(shí)模態(tài)系統(tǒng),而結(jié)構(gòu)阻尼和一般的粘性阻尼系統(tǒng)屬于復(fù)模態(tài)系統(tǒng)。
模態(tài)測(cè)試時(shí),依次對(duì)各測(cè)量點(diǎn)的頻響函數(shù)進(jìn)行測(cè)量,然后對(duì)頻響函數(shù)進(jìn)行識(shí)別,可以得到相應(yīng)的模態(tài)頻率、阻尼比和振型值。對(duì)于線性系統(tǒng),模型的模態(tài)頻率和阻尼比是系統(tǒng)的總體參數(shù),理論上不隨測(cè)點(diǎn)的變化而變,實(shí)際測(cè)量中由于測(cè)試誤差和識(shí)別中的擬合誤差,每次識(shí)別所得到的模態(tài)參數(shù)都不一致,可以進(jìn)行多次平均求得各階模態(tài)參數(shù)。
可以看出,頻響函數(shù)是待辨識(shí)參數(shù) r ω 、 r ξ 和 i ,r Φ 的函數(shù),因此,可以應(yīng)用頻響 函數(shù)數(shù)據(jù)將這些參數(shù)辨識(shí)出來。從上式還可以看到,頻響函數(shù)是參數(shù) r ω 、 r ξ 的非線 性函數(shù),因此它是一個(gè)非線性參數(shù)辨識(shí)問題。
對(duì)于頻域的模態(tài)參數(shù)辨識(shí)有多種方法,針對(duì)模態(tài)耦合的緊密程度可分為單模態(tài)識(shí)別法和多模態(tài)識(shí)別法,對(duì)于模態(tài)耦合大的系統(tǒng),必須采用多模態(tài)識(shí)別法。在振動(dòng)篩實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)有限元法對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的估計(jì),對(duì)于與其它階模態(tài)頻率相差較遠(yuǎn)的模態(tài)頻率,可以采用單模態(tài)參數(shù)識(shí)別法進(jìn)行識(shí)別,而對(duì)與工作頻率較近的幾階模態(tài)采用多模態(tài)識(shí)別法,可以使用最小二乘法進(jìn)行識(shí)別。
模態(tài)分析中,阻尼是一個(gè)較難處理的問題。根據(jù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同,常用到粘性比例阻尼、一般粘性阻尼、結(jié)構(gòu)比例阻尼與結(jié)構(gòu)阻尼四種阻尼模型。根據(jù)模態(tài)矢量是實(shí)矢量還是復(fù)矢量,振動(dòng)系統(tǒng)分為實(shí)模態(tài)系統(tǒng)和復(fù)模態(tài)系統(tǒng)。無阻尼和比例阻尼系統(tǒng)屬于實(shí)模態(tài)系統(tǒng),而結(jié)構(gòu)阻尼和一般的粘性阻尼系統(tǒng)屬于復(fù)模態(tài)系統(tǒng)。
模態(tài)測(cè)試時(shí),依次對(duì)各測(cè)量點(diǎn)的頻響函數(shù)進(jìn)行測(cè)量,然后對(duì)頻響函數(shù)進(jìn)行識(shí)別,可以得到相應(yīng)的模態(tài)頻率、阻尼比和振型值。對(duì)于線性系統(tǒng),模型的模態(tài)頻率和阻尼比是系統(tǒng)的總體參數(shù),理論上不隨測(cè)點(diǎn)的變化而變,實(shí)際測(cè)量中由于測(cè)試誤差和識(shí)別中的擬合誤差,每次識(shí)別所得到的模態(tài)參數(shù)都不一致,可以進(jìn)行多次平均求得各階模態(tài)參數(shù)。
可以看出,頻響函數(shù)是待辨識(shí)參數(shù) r ω 、 r ξ 和 i ,r Φ 的函數(shù),因此,可以應(yīng)用頻響 函數(shù)數(shù)據(jù)將這些參數(shù)辨識(shí)出來。從上式還可以看到,頻響函數(shù)是參數(shù) r ω 、 r ξ 的非線 性函數(shù),因此它是一個(gè)非線性參數(shù)辨識(shí)問題。
對(duì)于頻域的模態(tài)參數(shù)辨識(shí)有多種方法,針對(duì)模態(tài)耦合的緊密程度可分為單模態(tài)識(shí)別法和多模態(tài)識(shí)別法,對(duì)于模態(tài)耦合大的系統(tǒng),必須采用多模態(tài)識(shí)別法。在振動(dòng)篩實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)有限元法對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的估計(jì),對(duì)于與其它階模態(tài)頻率相差較遠(yuǎn)的模態(tài)頻率,可以采用單模態(tài)參數(shù)識(shí)別法進(jìn)行識(shí)別,而對(duì)與工作頻率較近的幾階模態(tài)采用多模態(tài)識(shí)別法,可以使用最小二乘法進(jìn)行識(shí)別。
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