模態(tài)參數(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：博集華仿 創(chuàng)建時(shí)間：2019-09-15
模態(tài)參數(shù)的視頻教程
基于隨機(jī)子空間法和聚類算法的模態(tài)參數(shù)識(shí)別
復(fù)現(xiàn)了論文中的五自由度動(dòng)力系統(tǒng)模態(tài)分析和時(shí)域響應(yīng)計(jì)算，根據(jù)時(shí)域計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了隨機(jī)子空間模態(tài)參數(shù)識(shí)別，使用聚類算法提高了識(shí)別精度。
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模態(tài)測(cè)試與分析；力錘和激勵(lì)器法
· 模態(tài)指示函數(shù) · 模態(tài)參數(shù)識(shí)別（曲線擬合） · 模態(tài)參數(shù)驗(yàn)證 · 問(wèn)與答
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模態(tài)測(cè)試、分析與仿真
培訓(xùn)內(nèi)容： · 模態(tài)測(cè)試的目的和方法 · 如何利用有限元仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和優(yōu)化測(cè)點(diǎn)選擇 · 模態(tài)參數(shù)識(shí)別和驗(yàn)證 · 模態(tài)分析結(jié)果如何與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行相關(guān) · 上述內(nèi)容的演示
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模態(tài)參數(shù)的實(shí)例教程
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1 實(shí)驗(yàn)模態(tài)分析的四個(gè)假設(shè)：
01 線性假設(shè)：結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性是線性的。
02 時(shí)不變假設(shè)：結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性不隨時(shí)間改變。
03 互異性假設(shè)：輸入和輸出互換，結(jié)果相同。
04 可測(cè)量假設(shè)：需要的數(shù)據(jù)都是可以測(cè)量的。
筆者認(rèn)為，有沒(méi)有這四種假設(shè)，模態(tài)實(shí)驗(yàn)交代下來(lái)了，還是得做。
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2 實(shí)驗(yàn)模態(tài)分析的模態(tài)參數(shù)估計(jì)方法。
01 參數(shù)擬合可分為時(shí)域法和頻域法。時(shí)域法適合小阻尼系統(tǒng)，頻域法可用于大阻尼系統(tǒng)。測(cè)試數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，可以嘗試時(shí)域法。
02 參數(shù)擬合可分為多自由度法和單自由度法。單自由度法在關(guān)心頻帶內(nèi)只識(shí)別出一階模態(tài)。
03 參數(shù)擬合可分為整體法和局部法兩類。整體法用所有的測(cè)試數(shù)據(jù)擬合出極點(diǎn)，局部法用每一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)單獨(dú)擬合出極點(diǎn)。
3 模態(tài)指示工具
在實(shí)際的模態(tài)實(shí)驗(yàn)中，搭建測(cè)試系統(tǒng)和采集測(cè)試數(shù)據(jù)，固然是非常重要的兩步，但這兩個(gè)步驟，可以不涉及理論，也能做好要做的。實(shí)驗(yàn)模態(tài)分析的第三步，識(shí)別系統(tǒng)的極點(diǎn)，要掌握好這一步就沒(méi)那么簡(jiǎn)單了。在這一步中，一般軟件都會(huì)提供模態(tài)指示工具，筆者將這些指示工具分為兩類：
01模態(tài)指示函數(shù)：MMIF; NMIF; CMIF; PMIF；每個(gè)函數(shù)都有不同的計(jì)算方法，一般一組數(shù)據(jù)會(huì)算出一個(gè)指示函數(shù)，而不是每一個(gè)數(shù)據(jù)。
02穩(wěn)態(tài)圖：極其常見和重要的指示工具。該工具的基本原理是，不斷的增加擬合多項(xiàng)式的階數(shù)，對(duì)比當(dāng)前階擬合和前一階擬合的差別，根據(jù)軟件或者分析者設(shè)置的差別等級(jí)進(jìn)行評(píng)級(jí)，分為模態(tài)參數(shù)穩(wěn)定，模態(tài)頻率穩(wěn)定，模態(tài)向量穩(wěn)定，模態(tài)頻率和模態(tài)阻尼穩(wěn)定四個(gè)級(jí)別。顧名思義，穩(wěn)態(tài)圖，就是隨著擬合階數(shù)的增加，模態(tài)參數(shù)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的表現(xiàn)。
4 筆者建議
01 測(cè)試系統(tǒng)硬件好，測(cè)試才好。
展開 在這種形式下，一個(gè)圓的方程可以用最小二乘方法來(lái)提取感興趣的參數(shù)，即極點(diǎn)和留數(shù)。頻率由奈奎斯特圖中顯示的兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間存在最遠(yuǎn)的距離確定。系統(tǒng)的阻尼可由半功率帶寬法確定。留數(shù)aij可以近似于圓的直徑。圓擬合是由于圓方程的簡(jiǎn)單性而開發(fā)出來(lái)的最早的數(shù)學(xué)提取技術(shù)之一。圓擬合的擴(kuò)展能考慮到相鄰模態(tài)的重疊，以及復(fù)雜的模態(tài)特征。雖然圓擬合很簡(jiǎn)單，但這種方法在模態(tài)測(cè)試中并不常用，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，模態(tài)的密集性使得這個(gè)圓擬合方法不適用于大多數(shù)系統(tǒng)。
圖5-12 示意性顯示SDOF系統(tǒng)在奈奎斯特圖（右）中的圓表示
5.3.3 SDOF多項(xiàng)式
圓擬合技術(shù)的擴(kuò)展之一是單自由度多項(xiàng)式頻域方法。這個(gè)方法使用下式來(lái)估計(jì)參數(shù)
利用這個(gè)技術(shù)，提取出的參數(shù)是極點(diǎn)和留數(shù)。SDOF系統(tǒng)的這種近似示意性地顯示如圖5-13所示。
圖5-13 示意性顯示SDOF系統(tǒng)的曲線擬合
5.3.4帶外模態(tài)的殘余效應(yīng)
模型中應(yīng)包含的其他相鄰模態(tài)的殘余效應(yīng)，因?yàn)榈碗A模態(tài)有質(zhì)量影響，高階模態(tài)有剛度影響：
在圖5-14中，帶殘余效應(yīng)的曲線擬合效果最好。描述頻響函數(shù)的完整方程顯示在圖的上部分，還有整個(gè)頻率范圍內(nèi)每階模態(tài)的貢獻(xiàn)。然而，當(dāng)估計(jì)參數(shù)時(shí)，只使用感興趣的帶寬來(lái)估計(jì)參數(shù)。在這個(gè)例子中，紅色的第2階模態(tài)是感興趣的模態(tài)，但是還有帶外的第1階模態(tài)（藍(lán)色）和第3階模態(tài)（綠色）的影響。由單自由度理論可以看出，低于共振頻率的部分響應(yīng)被認(rèn)為是一種剛度效應(yīng)，而高于共振頻率的部分則被認(rèn)為是質(zhì)量效應(yīng)。因此，在圖中下部分顯示的感興趣頻帶內(nèi)第2階模態(tài)占主導(dǎo)，第1階模態(tài)（藍(lán)色）在這個(gè)帶寬內(nèi)主要是質(zhì)量影響，而第3階模態(tài)在這個(gè)帶寬內(nèi)主要是剛度影響。
展開 于結(jié)構(gòu)模態(tài)求解，VL12界面有所調(diào)整，在此提供一個(gè)簡(jiǎn)單的例子作為參考，介紹了模態(tài)求解參數(shù)的設(shè)置，以及后處理的相關(guān)操作。
文字圖片較多，就直接上圖了，請(qǐng)見諒。
案例：VL12結(jié)構(gòu)模態(tài)求解參數(shù)說(shuō)明.pdf
感謝阿偉（superxjw版主）在本人學(xué)習(xí)LMS Virtual.Lab過(guò)程中的幫助！
已知激勵(lì)（動(dòng)載荷）和結(jié)構(gòu)參數(shù)，求解構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)（由輸入和系統(tǒng)的參數(shù)，求輸出）這稱為振動(dòng)正問(wèn)題：基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析理論，求結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。
2. 已知激勵(lì)和振動(dòng)響應(yīng)，求結(jié)構(gòu)參數(shù)。這個(gè)問(wèn)題稱為振動(dòng)問(wèn)題的第一類反問(wèn)題或系統(tǒng)辨識(shí)（系統(tǒng)識(shí)別）問(wèn)題。
3. 已知結(jié)構(gòu)參數(shù)和振動(dòng)響應(yīng)，求激勵(lì)。這個(gè)問(wèn)題稱為振動(dòng)問(wèn)題的第二類反問(wèn)題——（動(dòng)態(tài)）載荷識(shí)別問(wèn)題。
二，描述振動(dòng)系統(tǒng)的模型：
物理參數(shù)模型：質(zhì)量、剛度、阻尼為特征參數(shù)的模型。
模態(tài)參數(shù)模型：一類以模態(tài)頻率、模態(tài)振型、衰減系數(shù)為特征參數(shù)；一類以模態(tài)質(zhì)量、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼、模態(tài)矢量（留數(shù)）為特征參數(shù)。3非參數(shù)模型：頻率響應(yīng)函數(shù)（傳遞函數(shù)）、脈沖響應(yīng)函數(shù)都可以反映了振動(dòng)結(jié)構(gòu)的特性，稱為非參數(shù)模型。
上述三種模型是等價(jià)的。從系統(tǒng)的物理參數(shù)模型（質(zhì)量、剛度、阻尼）可以得到模態(tài)參數(shù)模型（模態(tài)、頻率、衰減系數(shù)或模態(tài)質(zhì)量、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼、模態(tài)矢量），進(jìn)而得到非參數(shù)模型（頻響函數(shù)或脈沖響應(yīng)函數(shù)）。以上是振動(dòng)理論的基本內(nèi)容，也是系統(tǒng)識(shí)別的理論基礎(chǔ)
三， 振動(dòng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)識(shí)別：
1物理參數(shù)識(shí)別：結(jié)構(gòu)的物理模型為基礎(chǔ)，物理參數(shù)為識(shí)別目標(biāo)。是進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)修改的基礎(chǔ)。
2模態(tài)參數(shù)識(shí)別: 以模態(tài)參數(shù)模型為基礎(chǔ)，模態(tài)參數(shù)作為識(shí)別目標(biāo)。優(yōu)點(diǎn)：模態(tài)參數(shù)從整體上反映結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，需識(shí)別的參數(shù)少，模態(tài)參數(shù)識(shí)別是系統(tǒng)識(shí)別的基本要求，也是物理參數(shù)識(shí)別的基礎(chǔ)。模態(tài)參數(shù)識(shí)別是模態(tài)分析的主要任務(wù)。
3非參數(shù)識(shí)別：根據(jù)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)所受激勵(lì)和響應(yīng)，確定結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)（或傳遞函數(shù)），或者系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)（頻響函數(shù)與脈沖響應(yīng)函數(shù)構(gòu)成傅里葉變換對(duì)）。
四，模態(tài)分析概念：
狹義定義：以結(jié)構(gòu)振動(dòng)理論為基礎(chǔ)，以模態(tài)參數(shù)識(shí)別為目標(biāo)的分析方法，稱為模態(tài)分析。
展開 來(lái)源：本文為安世亞太原創(chuàng)作品，上海安世亞太授權(quán)轉(zhuǎn)載
振動(dòng)的基本問(wèn)題
已知激勵(lì)（動(dòng)載荷）和結(jié)構(gòu)參數(shù)，求解結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)。（由輸入和系統(tǒng)的參數(shù)，求輸出）這稱為振動(dòng)正問(wèn)題。基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析理論，求結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。
已知激勵(lì)和振動(dòng)響應(yīng)，求結(jié)構(gòu)參數(shù)。這個(gè)問(wèn)題稱為振動(dòng)問(wèn)題的第一類反問(wèn)題或系統(tǒng)辨識(shí)（系統(tǒng)識(shí)別）問(wèn)題。
已知結(jié)構(gòu)參數(shù)和振動(dòng)響應(yīng)，求激勵(lì)。這個(gè)問(wèn)題稱為振動(dòng)問(wèn)題的第二類反問(wèn)題——（動(dòng)態(tài)）載荷識(shí)別問(wèn)題。
描述振動(dòng)系統(tǒng)的模型
物理參數(shù)模型：質(zhì)量、剛度、阻尼為特征參數(shù)的模型。
模態(tài)參數(shù)模型：一類以模態(tài)頻率、模態(tài)振型、衰減系數(shù)為特征參數(shù)，一類以模態(tài)質(zhì)量、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼、模態(tài)矢量（留數(shù)）為特征參數(shù)。
非參數(shù)模型：頻率響應(yīng)函數(shù)（傳遞函數(shù)）、脈沖響應(yīng)函數(shù)都可以反映了振動(dòng)結(jié)構(gòu)的特性，稱為非參數(shù)模型。
上述三種模型是等價(jià)的。從系統(tǒng)的物理參數(shù)模型（質(zhì)量、剛度、阻尼）可以得到模態(tài)參數(shù)模型（模態(tài)、頻率、衰減系數(shù)或模態(tài)質(zhì)量、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼、模態(tài)矢量），進(jìn)而得到非參數(shù)模型（頻響函數(shù)或脈沖響應(yīng)函數(shù)）。以上是振動(dòng)理論的基本內(nèi)容，也是系統(tǒng)識(shí)別的理論基礎(chǔ)。
振動(dòng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)識(shí)別
物理參數(shù)識(shí)別：結(jié)構(gòu)的物理模型為基礎(chǔ)，物理參數(shù)為識(shí)別目標(biāo)。是進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)修改的基礎(chǔ)。
模態(tài)參數(shù)識(shí)別：以模態(tài)參數(shù)模型為基礎(chǔ)，模態(tài)參數(shù)作為識(shí)別目標(biāo)。優(yōu)點(diǎn)：模態(tài)參數(shù)從整體上反映結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，需識(shí)別的參數(shù)少，模態(tài)參數(shù)識(shí)別是系統(tǒng)識(shí)別的基本要求，是物理參數(shù)識(shí)別的基礎(chǔ)，也是模態(tài)分析的主要任務(wù)。
非參數(shù)識(shí)別：根據(jù)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)所受激勵(lì)和響應(yīng)，確定結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)（或傳遞函數(shù)），或者系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)（頻響函數(shù)與脈沖響應(yīng)函數(shù)構(gòu)成傅里葉變換對(duì)）。
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模態(tài)參數(shù)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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模態(tài)參數(shù)的最新內(nèi)容
圖4展示了如何調(diào)整模態(tài)參數(shù)，以調(diào)諧Motor-CAD NVH模型。為了匹配第6階模態(tài)的固有頻率，可以使用圖4b中所示的方程輕松計(jì)算所需的剛度值，該方程源于固有頻率的定義。
輸入新的模態(tài)參數(shù)后，Motor-CAD NVH模型將自動(dòng)調(diào)諧，NVH分析結(jié)果將在幾秒鐘內(nèi)更新。調(diào)諧的模型可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)ERP水平，如圖5所示。
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有限元與模態(tài)相關(guān)性分析
工作狀態(tài)變形分析（ODS）
運(yùn)行模態(tài)分析（OMA）
研討會(huì)時(shí)間
2026年3月17日（周二）下午2:00-3:00
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研討會(huì)將通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直播的方式進(jìn)行，請(qǐng)自備具備上網(wǎng)條件的電腦
SDM的逆問(wèn)題
1.1 修改目標(biāo)的靈敏度分析
靈敏度分析作為求解逆問(wèn)題的理論基石，是量化目標(biāo)參數(shù)（模態(tài)頻率、特征向量）對(duì)物理參數(shù)（單元質(zhì)量、剛度、設(shè)計(jì)參數(shù)等）變化的重要方法，其具體意義在于：
（1） 定性指導(dǎo)：告訴用戶修改哪些參數(shù)對(duì)目標(biāo)頻率/振型影響最大，即最“敏感”（例如，增加某個(gè)連接處的剛度對(duì)提高某階頻率最有效）。
單入射方向光導(dǎo)耦合光柵的優(yōu)化4個(gè)月前
在VirtualLab Fusion中，使用傅立葉模態(tài)方法和參數(shù)優(yōu)化工具，可以優(yōu)化實(shí)際光柵幾何形狀，從而實(shí)現(xiàn)特定衍射級(jí)的最佳耦合效率。 該示例示出了針對(duì)一個(gè)特定入射方向優(yōu)化矩形光柵以獲得最佳光導(dǎo)耦合效率的設(shè)計(jì)策略。
摘要
在VirtualLab Fusion中，使用傅立葉模態(tài)方法和參數(shù)優(yōu)化工具，可以優(yōu)化實(shí)際光柵幾何形狀，從而實(shí)現(xiàn)特定衍射級(jí)的最佳耦合效率。 該示例示出了針對(duì)一個(gè)特定入射方向優(yōu)化矩形光柵以獲得最佳光導(dǎo)耦合效率的設(shè)計(jì)策略。
模態(tài)參數(shù)調(diào)諧
輸入新的模態(tài)參數(shù)后，Motor-CAD NVH模型將自動(dòng)調(diào)諧，NVH分析結(jié)果將在幾秒鐘內(nèi)更新。調(diào)諧的模型可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)ERP水平，如圖5所示。
[NEWSLETTER] 抗反射蛾眼結(jié)構(gòu)5個(gè)月前
抗反射蛾眼結(jié)構(gòu)的嚴(yán)格分析與設(shè)計(jì)
利用VirtualLab Fusion中的傅立葉模態(tài)方法和參數(shù)優(yōu)化，案例展示了抗反射蛾眼結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)。
應(yīng)用場(chǎng)景包括結(jié)構(gòu)方案對(duì)比、模態(tài)研究、參數(shù)優(yōu)化及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析等。
1.6.
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按照上述試驗(yàn)設(shè)計(jì)的樣本點(diǎn)對(duì)有限元模型參數(shù)進(jìn)行模態(tài)分析
硬核技術(shù)分享：從理論到實(shí)踐的全鏈路解析
本次活動(dòng)的主題圍繞著多物理量數(shù)據(jù)采集、信號(hào)與系統(tǒng)分析、旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷和應(yīng)變測(cè)試展開，HBK專家團(tuán)隊(duì)呈現(xiàn)了立體化的技術(shù)內(nèi)容：
王利博士介紹了HBK在微弱信號(hào)處理方面的處理方法和技術(shù)，包括時(shí)域增強(qiáng)、軸心軌跡、跟蹤濾波、互譜和相干分析等；對(duì)大型設(shè)備在運(yùn)行條件的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，介紹了以運(yùn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法并進(jìn)行了演示。
