30.模态空间02.12 — 模态试验采集平均频响数据或采集时域数据然后处理,哪个好?

MODAL SPACE – IN OUR OWN LITTLE WORLD

模态空间 – 在我们自己的小世界中  Peter Avitabile()  KSI科尚仪器董书伟(译)

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模态试验采集平均频响数据或采集时域数据然后处理,哪个好呢?

那我们谈一谈其差别。

2014年01月11日 

只要采集了良好的数据,两种方法都可以接受,但是时域数据另有好处。我们讨论一下关于采集平均数据相对时域数据存入磁盘这二者的不同点。

在早期数据存入磁盘是不可能的。通常采集时域数据立即平均得到频响数据。计算机内存和磁盘容量普遍很小,造成了需要对时域数据立即进行处理。(实际上,在模态试验的很早时期,很少有将所有谱都保存下来的,很多时候只保存频响数据 — 因为存储设备的昂贵,对于保存什么你不得不斟酌再三。)

对于大多数模态试验这是常规做法。数据采集时,有平均输入谱、输出谱、互谱以及频响和相干可以检查。利用这种方法,有了即时信息可以确保采集了合适的测量结果。每组测量结果采集之后应检查,如有必要,应采集额外的平均数据以得到更好的测量结果,或者判断可能是什么引起了测量结果不良。在采集每组测量结果的时候,连续不间断地对测得的每组数据进行检查。在任意数据采集过程中,如遇任何问题,通过检查频响和相干,可以立即做出反馈,以确保每次得到恰当的测量结果。

有时根据应用情况,在测试地点当场采集数据,记录在磁带上。再将数据带回实验室进行处理以得到平均频响。

但是利用磁带和相关磁带记录设备有时会带来一系列的问题,可能对采集的数据造成部分污染,不是全部。尽管有其自身带来的这个问题,但是有时域数据的好处是试验完成之后,可以再做进一步的处理。因为有时域数据了,就可以研究采样参数来确定不同的信号处理效果。这可以让试验工程师对于采集的数据获得进一步的了解。如果只有平均频响数据,不可能进行任何其他处理。

今天数据直接存入磁盘得到时域数据是很寻常的。(这大部分是由于有了廉价的大容量磁盘驱动器。)采集数据,试验完成之后再进行处理。毋庸置疑目前时域数据是今天要采集的最好的数据。有了时域数据,仍然需要对数据(图1)进行相同的处理(跟平均频响的做法相同)。但是如有需要进行其他处理,时域数据总是在那儿。如果想或者需要,可以研究其他的信号处理方案。这对于平均频响数据,是不可能的;一旦采集了数据,经数据处理之后,因为不存在时域数据,那么基本上不能进行其他的处理了。

基于上述观点,看上去很明显时域数据是要采集的最好的数据。看起来没有理由不采集时域数据,再接着进行所需的任何频谱处理。照此办法,有了时域数据,就可以研究和探索进一步的处理。一旦时域数据存在之后,将来随着技术的进步,可以进行引入新的概念进行处理。如果采集了平均数据,那么就不能探索进一步的处理了。

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但是,无论什么时候进行任何试验,只采集时域数据是极端危险的。经过上面的讨论之后,现在这看起来像是个矛盾,但请听我讲完。不论何时采集时域数据之后,没有立即的谱数据来提供数据恰当性的任何信息。我们所知道的一切就是我们已经采集了时域数据,存到磁盘上了。

但是对时域数据进行处理,处理后的频响会有多好?是否采集了足够的数据以得到良好的,相干可以接受的频响?这里关于采集的时域数据的恰当性,可以提出很多其他的问题。数据处理之前,你不知道数据有多好。只有发现所有的数据都不可接受时,你才会对从代价高昂的现场试验回来追悔莫及。

因此规则是 — 采集你想要的所有时域数据,但是你最好现场处理部分典型数据以确保采集的数据可以接受。观察频响和相干,除此之外别无他法!!!

我希望这个讨论对于理解时域存储数据对比平均频响数据的区别有帮助。

如果你有关于模态分析的任何其他问题,尽管问我好了。

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