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稳态正弦激振是最普遍的激振方法，它是借助激振设备对被测对象施加一个频率可控的简谐激振力。其优点是激振功率大， 信噪比高，能保证响应测试的精度。稳态正弦激振要求在稳态下测定响应和激振力的幅值比和相位差。, L5 P) s4 B6 a+ B( B3 Z
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为了测得整个频率范围内的频率响应，必须用多个频率进行试验以得到系统的响应数据，需要注意的是在每个测试频率处， 只有当系统达到稳定状态才能进行测试，这对于小阻尼系统尤为重要。因此测试时间相对较长。7 y* G: s/ E9 L/ S
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振动的激励方式通常有稳态正弦激振、随机激振和瞬态激振三种。
0 ^) ?3 r! R- j1、稳态正弦激振
$ Z) @9 X* f- E稳态正弦激振又称简谐激振，它是借助于激振设备对被测对象施加一个频率可控的简谐激振力。它的优点是激振功率大、信噪比高、能保证响应测试的精度。因而是一种应用最为普遍的激振方法。
) G2 k" e$ S" V) A+ \& t其工作原理就是对被测对象施加一个稳定的单一频率 的正弦激振力，即ƒ(t)= F0sin 。该频率是可调的。在一定频段内对被测系统进行逐点的给定频率的正弦激励的过程称扫描。稳定正弦激振方法优点是设备通用，可靠性较高；缺点是需要较长的时间，因为系统达到稳态需要一定的时间，特别当系统阻尼较小时，要有足够的响应时间。因此，扫频的范围有限，所以此方法也称为窄带激振技术。
3 g) W0 f$ u# `0 H8 Y" x6 _在进行稳态正弦激振时，一般进行扫频激振，通过扫频激振获得系统的大概特性，而在靠近固有频率的重要频段再进行稳态正弦激振获取严格的动态特性。, Y+ _" s" S- }, D
随着电子技术的迅猛发展，以小型计算机和快速傅里叶变换为核心的谱分析仪和数据处理器在“实时”能力、分析精确度、频率分辨力、分析功能等方面提高很快，而且价格也越来越便宜，因此各种宽带激振的技术也越来越受到重视。3 a' n b) L$ K8 E% g0 s4 Z2 k
2、自动正弦扫描激振
+ i4 _; E9 L4 ]5 }1 p9 |使正弦激励信号在所需的频率范围内作快速扫描(在数秒内完成)，激振信号频率在扫描周期T内成线性增加，而幅值保持恒定。扫描信号的频谱曲线几乎是一根平滑的曲线，，从而能达到宽频带激励的目的。$ f4 C$ b" X" x- }( F. H, {
5 c2 D$ A6 T8 `5 `$ N/ L+ V4 B4 q3、 瞬态激振
# a! ?' B) d2 @! k" I" X瞬态激振给被测系统提供的激励信号是一种瞬态信号，它属于一种宽频带激励，即一次激励，可同时给系统提供频带内各个频率成分的能量使系统产生相应频带内的频率响应。因此，它是一种快速测试方法。同时由于测试设备简单，灵活性大，故常在生产现场使用。目前常用的瞬态激振方法有脉冲锤击和阶跃松弛激励等方法。' j8 t2 O1 ]% l- c0 L
（1）脉冲激振, l9 }$ S( m1 p
理想脉冲信号的频谱等于常数，即在无限频带内具有均匀的能量，这在物理上是无法实现的。实际的脉冲都有一定的宽度，其频谱范围一般与宽度成反比，改变脉冲的宽度，即可控制激振频率范围。- o5 E% Z+ X& `5 K* y9 t( _5 D
脉冲激振既可以由脉冲信号控制激振器实现，也可以用敲击锤对试件直接施加脉冲力。敲击锤本身带有力传感器称力锤。脉冲宽度或激振频率范围，可以通过不同的锤头材料(橡胶、塑料、铝或钢等)来控制。力脉冲的幅值可以通过力锤本身的质量和配置来调节。( U m9 q) z5 E% R/ w
（2） 阶跃激振4 H( v# b7 w! H; h/ e, _; R2 Z' a
阶跃激振信号形如阶跃函数，也是一种瞬态激振方式。在试件激振点由一根刚度大、质量小的张力弦索经力传感器给试件以初始变形，然后突然切断弦索，即可产生阶跃激振力。阶跃激振的特点是激振频率范围较低(通常在0～30Hz)，一般适用于大型柔性结构。9 V/ L9 e+ V. U2 j! K
4、随机激振3 U) t5 r% E. H* w" |
随机激振一般用白噪声或伪随机信号发生器作为信号源，这是一种带宽激振方法。白噪声发生器能产生连续的随机信号，其自相关函数在 =0处会形成陡峭的峰，当偏离时，自相关函数很快衰减，其自功率谱密度函数也接近为常值。当白噪声通过功放并控制激振器时，由于功放和激振器的通频带是有限的，所以实际的激振力频率不再在整个频率域中保持常数，但仍可以激起被激对象在一定频率范围内的随机振动。
. r4 l: Q" w5 h* m2 M工程上有时希望能重复试验，就用伪随机信号或计算机产生伪随机码作为随机激振信号。随机激振测试系统具有快速甚至实时测试的优点，但它所用的设备较复杂，价格也较昂贵。 |
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发表于 2010-1-7 12:17
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