CN112729739B - 基于lms的试验台架振动模态测试系统及方法 - Google Patents

基于lms的试验台架振动模态测试系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种基于LMS的试验台架振动模态测试系统及方法，主要分为三种方法：方法一，方法二以及方法三。本发明阐述了基于LMS模态测试仪对试验台支架的振动测试以及激振实验方案的设计。机械振动会降低机器机械装备的使用性能，影响其正常工作，并且缩短其使用寿命，甚至导致一些事故，因此有必要进行相关的振动测试与分析，减少机械因共振而引起的损坏，提高试验台的使用性能。本发明的测试系统包括三种振动测试方案，采用LMS Test.lab实现了对试验台支架的模拟振动信号的采集，并对不同的振动测试数据进行了分析，为研究实验平台共振频率与结构优化提供了依据。

Description

基于LMS的试验台架振动模态测试系统及方法
技术领域
本发明属于振动测试技术领域，尤其涉及一种基于LMS的试验台架振动模态测试系统及方法。
背景技术
振动测试实验具有非常重要的作用，对于不同的机械装置，分析其各部分的振动情况，便于改善其工作性能，避免因为共振而影响其工作，本发明的目的是为了研究试验台的振动特性，从而得出其固有频率，以便于在实际应用中的正确使用有效防止共振现象发生，提高使用性能，为此设计具体的激振方案，便于实验研究。这种模拟真实工况的试验方法避免了传统试验的局限性，具有严谨性以及试验的综合性，其数据能够较为准确的反映试验台在实际使用时的相关的振动特性。由于电子技术的快速发展，电测方法在振动测试技术中已经占据主要地位。以往机械式测振方法现只会在一些非正式的或者精确度要求不高的场合下应用。模态分析是研究结构动力特性一种方法，一般应用在工程振动领域。其中模态是指机械结构的固有振动特性，每一个模态都有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。分析这些模态参数的过程称为模态分析。按计算方法，模态分析可分为计算模态分析和试验模态分析。
发明内容
本发明的目的是至少解决上述现有技术存在的问题之一，该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种利用LMS信号采集仪模态测试方案，基于本方案设计三种测试方法。激振实验方案设计是利用激振器、传感器、LMS模态测试系统等工具针对试验平台及轴承设计激振实验方案并且验证其可实施性。本方案使用基于LMS模态测试仪的正弦振动测试方法，灵活改变测点位置，改变参数配置，集成三种测试方法形成一套完整的基于LMS的试验台架振动模态测试方案，并将试验结果以图形化的方式保存下来以供研究人员分析，实现了对试验台架进行振动测试结果的准确性提高以及振动测试过程的简化。
本发明的技术方案在于：
基于LMS的试验台架振动模态测试系统，其特征在于：包括激振器和模拟试验台架的铁架台；铁架台上设置至少9处测点位置，用于连接加速度传感器和力传感器；激振器设置在铁架台一侧，激振器与功率放大器激振输出口连接，在功率放大器上方是LMS模态测试仪，功率放大器的信号输出口通过信号线与LMS模态测试仪上的out接口相连，然后将力传感器连接头连接到LMS模态测试仪的008V8E1号接口，最后用一根网线使电脑与LMS模态测试仪连接。
在上述的基于LMS的试验台架振动模态测试系统，在铁架台上选定9个测试点1、测试点2……测试点9，测试点1……测试点8布置8个加速度传感器，测试点9布置1个力传感器，其中，测试点1……测试点8分别位于铁架台的四根铁杆的上部和下部，铁杆有4个侧面均为矩形，前8个测试点均位于四根铁杆的a侧面，铁架台四个边均有侧面，且均为矩形侧面，测试点9位于铁架台的E1号边缘的a侧面的中央。
一种采用基于LMS的试验台架振动模态测试系统的测试方法，其特征在于：
包括：
步骤1、选定通道口，根据各个传感器灵敏度及类型修改其参数；
步骤2、#1—#9号通道序号与*1—*9号测试点一一对应，其中#1—#8号通道连接加速度传感器为测量通道，加速度传感器另一端按对应通道序号固定在*1—*8号测试点，#1、#2、#3、#4号通道设为+X方向，#5、#6、#7、#8号通道设为-X方向，#9号通道连接力传感器作为控制以及参考通道，同时力传感器另一端固定在*9号测试点，通道方向设为+X方向，在InputMode一栏将9个传感器对应方格改为ICP，,在Measure Quality一栏#9号通道力传感器对应的方格改为Force；
步骤3、进入示波界面(Scope)，设定带宽为50Hz，谱线数64，输出通道1输出电压为0.1V；
步骤4、设置完毕后点击Start Source进行量程设置，具体步骤为①点击StartRanging开始进行示波，此过程容易出问题，传感器容易出现轻载或者过载，需要找出问题，不断调整，本次实验中一些加速度传感器出现过载现象，是由于传感器受力不均匀引起的；②点击Start Source开始源输出；③设置量程Set Ranging；④停止Stop Ranging；
步骤5、进入测试参数设置界面(MIMO Sine Setup)，在选定所有通道后，将9号通道信号的中断上限定为150N，输出通道1最大输出电压为2.5V；在Sweep一栏中设定最小频率为10Hz，最大为240Hz，Safety一栏设定激励开始时间2s后，然后在最下端点击EditingReference Profile进行目标谱设置，在设定好最高幅值后，只需在最大频率及最高幅值范围内可根据需要随意设定目标谱，但至少要有一项最大频率以及一项最高幅值，频率必须从小到大，幅值可忽大忽小，也可恒定不变；MIMO Sine Mode一栏设定为步进Stepped,在Control strategr设定为Amplitude幅值，最小频率设定为10Hz，最大频率设定为240Hz；
步骤6、进入系统识别界面(System Identification)，选定信号模式为周期随机，最小及最大RMS值分别为0.1V与0.5V；然后按下Arm键准备，确认所有通道准备就绪(OK)后，可点击Start开始测试，根据测试结果(低负载、正常负载、过载)对前面的设置进行相应的修改，直至全部正常负载，获得系统传递函数；
步骤7、进入系统验证界面(System Verification)，选择最后一次采集的系统传递函数，单击CALCULATE按钮，计算在MIMO Sine测试中将会产生的力及相应的幅值，若出现过载，可在此进行调整，防止正式测试过程中产生过载；
步骤8、进行正弦采集测试(MIMO Sine Acquisition)，首先单击Arm准备，系统就绪后可点击Start开始测量，测试过程中可随时进行暂停、挂起、停止、加速、减速、继续、下一频段操作，；至此，测试完毕，点击保存，可获得相关振幅图结果；测量完毕后可进入Validate界面对测试结果进行验证。
一种基于LMS的试验台架振动模态测试系统，其特征在于：包括激振器和模拟试验台架的铁架台；铁架台上设置9处测点位置，用于连接加速度传感器和力传感器；激振器设置在铁架台一侧，激振器与功率放大器激振输出口连接，在功率放大器上方是LMS模态测试仪，功率放大器的信号输出口通过信号线与LMS模态测试仪上的out接口相连，然后将力传感器连接头连接到LMS模态测试仪的008V8E1号接口，最后用一根网线使电脑与LMS模态测试仪连接。
在上述的基于LMS的试验台架振动模态测试系统，在铁架台上选定9个测试点，测试点1、测试点2……测试点9，测试点1……测试点8布置8个加速度传感器，测试点9布置1个力传感器，其中，测试点1……测试点8分别位于铁架台的四根铁杆的上部和下部，前8个测试点均位于四根铁杆的b侧面，测试点9位于铁架台的E2号边缘的b侧面的中央。
一种采用基于LMS的试验台架振动模态测试系统的测试方法，其特征在于：
步骤1、本次将使用的是步进正弦测试法；在所有仪器布置、安装完毕后，选择1.MIMO Sweep&Stepped Sine Testing程序，新建文件,选定通道口，根据各个传感器灵敏度及类型修改其参数；
步骤2、进入通道设置界面(Channel Setup)，选定通道口，根据各个传感器灵敏度及类型修改其参数，此步骤与3.1.2的Channel Setup相同；其中#1—#8号通道连接加速度传感器为测量通道，#1、#2、#3、#4号通道设为+X方向，#5、#6、#7、#8号加速度传感器设为-X方向，#9号通道连接力传感器为控制以及参考通道，方向设为+X方向；
步骤3、进入示波界面(Scope)，设定带宽为100Hz，谱线数64，输出通道1输出电压为0.5V；
步骤4、进入测试参数设置界面(MIMO Sine Setup)，在选定所有通道后，将#9号通道信号的中断上限定为150N，输出通道1最大输出电压为2.5V；在Sweep一栏中设定最小频率为10Hz，最大为240Hz，Safety一栏设定激励开始时间2s后，结束时间为5s；然后在最下端点击Editing Reference Profile进行目标谱设置，在设定好最高幅值后，只需在最大频率及最高幅值范围内可根据需要随意设定目标谱，但至少要有一项最大频率以及一项最高幅值，频率必须从小到大，幅值可忽大忽小，也可恒定不变；MIMO Sine Mode一栏设定为步进Stepped,在Control strategr设定为Amplitude幅值，最小频率设定为10Hz，最大频率设定为240H；
步骤5、进入系统识别界面(System Identification)，选定信号模式为Pseudorandom，最小及最大RMS值分别为0.02V与0.1V；然后按下Arm键准备，确认所有通道准备就绪(OK)后，可点击Start开始测试，根据测试结果对前面的设置进行相应的修改，直至全部正常负载，获得系统传递函数,测试结果包括低负载、正常负载、过载；
步骤6、进入系统验证界面(System Verification)，选择最后一次采集的系统传递函数，单击CALCULATE按钮，计算在MIMO Sine测试中将会产生的力及相应的幅值，若出现过载，可在此进行调整，防止正式测试过程中产生过载；
步骤7、进行正弦采集测试(MIMO Sine Acquisition)，步骤同方案一相同；至此，测试完毕，点击保存，可获得相关振幅图结果。
一种采用基于LMS的试验台架振动模态测试系统的测试方法，其特征在于：具体步骤包括：
步骤1、进入通道设置界面(Channel Setup)，选定通道口，根据各个传感器
灵敏度及类型修改其参数；
步骤2、进入示波界面(Scope)，设定带宽为100Hz，谱线数64，输出通道1
输出电压为0.5V，设置完毕后点击Start Source进行量程设置，具体步骤为①点击Start
Ranging开始进行示波，此过程容易出问题，传感器容易出现轻载或者过载，
需要找出问题，不断调整，本次实验中一些加速度传感器出现过载现象，是由
于传感器受力不均匀引起的；②点击Start Source开始源输出；③设置量程
Set Ranging；④停止Stop Ranging；
步骤3、进入测试参数设置界面(MIMO Sine Setup)，在选定所有通道后，将9号通道信号的中断上限定为150N，输出通道1最大输出电压为2.5V；MIMO sine mode改为Swept扫频，最小频率设定为10Hz，最大频率设定为200Hz，扫描速率为4Hz/s，扫频次数为2，Safety一栏设定激励开始时间2s后，结束时间5s后；然后在最下端点击Editing ReferenceProfile进行目标谱设置，在设定好最高幅值后，只需在最大频率及最高幅值范围内可根据需要随意设定目标谱，但至少要有一项最大频率以及一项最高幅值，频率必须从小到大，幅值可忽大忽小，也可恒定不变；在Control strategr设定为AmplitudePhase幅值相位；
步骤4、进入系统识别界面(System Identification)，选定信号模式依然为Pseudo random，最小及最大RMS值分别设定为0.02V与0.1V；然后就可以按下Arm键准备，确认所有通道准备就绪(OK)后，可点击Start开始测试，根据测试结果对前面的设置进行相应的修改，直至全部正常负载，获得系统传递函数,测试结果包括低负载、正常负载、过载；
步骤5、进入系统验证界面(System Verification)，选择最后一次采集的系统传递函数，单击CALCULATE按钮，计算在MIMO Sine测试中将会产生的力及相应的幅值，若出现过载，可在此进行调整，防止正式测试过程中产生过载；
步骤6、进行正弦采集测试(MIMO Sine Acquisition)，首先单击Arm准备，系统就绪后可点击Start开始测量，测试过程中可随时进行暂停、挂起、停止、加速、减速、继续、下一频段等操作；至此，测试完毕，点击保存，可获得相关振幅图等结果；
步骤7、点击Validate界面，对测试结果进行验证，在数据验证界面可以检验是否有遗漏的测点，检验是否有过载的测点，查看实验的频响函数、自谱、互谱和相干函数。
本发明的有益效果：(1)本方案可执行程度高，激振实验方案是利用激振器、传感器、LMS模态测试系统等工具进行激振实验方案实现对某试验台架的振动测试；(2)本方案可靠性程度高，通过改变激振方向和参数配置可准确测出试验台架易发生共振的区域以及振动频率范围，具有高程度的可靠性；(3)本方案使用基于LMS模态测试仪的正弦振动测试方法，灵活改变测点位置，改变参数配置，集成三种测试方法形成一套完整的基于LMS的试验台架振动模态测试方案，并将试验结果以图形化的方式保存下来以供研究人员分析，实现了对试验台架进行振动测试结果的准确性提高以及振动测试过程的简化。
附图说明
图1为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法一局部设备连接图。
图2为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法一中9处测点位置图。
图3为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法一通道设置界面。
图4为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法一测试参数设置界面。
图5为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案方法一中#1—#8通道range1振幅图。
图6为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法二和方法三总体设备连接图。
图7为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法二和方法三的9处测点位置图。
图8为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法二中力传感器的振幅图。
图9为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法三的示波界面。
图10为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法三的参数设置界面。
图11为本发明基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法三中通道#1—#8的range1振幅图。
具体实施方式
本发明提供一种基于LMS的试验台架振动模态测试方案，该系统可根据用户的需要，针对不同发动机，不同工作环境进行相应的配置，采用正弦测试方法，进行正弦振动试验，基于激振器模态测试方法利用LMS信号采集仪采集的信号得到FRF传递函数，再进行具体的波形分析，并对不同的振动测试数据进行数据分析，且本方案提供了三种不同的测试方法，提高振动测试的准确性和可靠性，通过试验验证实现了方案的可执行性。下面对三种方法及其系统进行具体介绍。
实施例一，方法一。
本方法一涉及的局部设备连接图如图1所示，包括激振器和模拟试验台架的铁架台；9处测点位置图如图2所示，铁架台四根支架上各布置上下两处测点，用于连接加速度传感器；所述方法一是首先为了使激振器和力传感器能够与铁架台连接，需要对铁架台测试点进行打孔以及攻螺纹，通过查询得知此力传感器为PCB208C02传感器，其安装螺纹为10—32标准美制螺纹，10代表公称直径只是编号。32是代表1英寸的距离里，螺纹有32个牙，也就表明了螺距＝1/32＝0.79375mm，使用相对应的丝锥及扳手，打出合适的孔，安装上力传感器，传感器另一端与激振器相连，为防止实验时产生的力太大使激振器不稳，所以在其后面布置了一个铁壳抵墙，激振器与功率放大器激振输出口连接，在功率放大器上方是LMS模态测试仪，功率放大器的信号输出口通过信号线与LMS模态测试仪上的out接口相连，然后将力传感器连接头连接到LMS模态测试仪的008V8E1号接口，最后用一根网线使电脑与LMS模态测试仪连接，另外，在铁架台上选定9个测试点*1—*9，*1—*8号测试点布置8个加速度传感器，*9号测试点布置1个力传感器；
工作时，通道设置过程是实验时进入LMS操作界面，进入通道设置界面，选定通道口，根据各个传感器灵敏度及类型修改其参数，具体修改后界面如图3；
方法一的实验结果如图5所示，其中range1代表10-50Hz，range代表50-100Hz，range3代表100-200Hz，range4代表200-240Hz，*1、*5、*6、*8是靠近激振器的同一平面上四个测试点，*2、*3、*4、*7是远离激振器的同一平面上的四个测试点，各个测试点对应相应通道，观察range1振幅图可以得知，当频率达到20Hz左右时会产生极强的振动，说明此处*1—*8八个测试点是易受损频率处，所以在实际工作中应该避免收到18-22Hz之间的频率波动；
实施例二，方法二。
本方法二涉及的总体设备连接图如图6，改变激振方向和测点位置，依旧是9个通道9处测点；所述的方法二：激振器与功率放大器激振输出口连接，在功率放大器旁边是LMS模态测试仪，功率放大器的信号输出口通过信号线与LMS模态测试仪上的out接口相连，然后将力传感器连接头连接到LMS模态测试仪的008V8E1号接口，最后用一根网线使电脑与LMS模态测试仪连接。另外，在铁架台上选定8个点，布置8个加速度传感器，加速度传感器的顺序不变，其中range1代表10-50Hz，range代表50-100Hz，range3代表100-200Hz，range4代表200-240Hz。*1、*2、*3、*6代表靠近激振器的同一平面上四个测试点，*4、*5、*7、*8代表远离激振器的同一平面上的四个测试点，*1、*2、*4、*8为靠近台面的四个测试点，*3、*5、*6、*7为靠近地面的四个测试点，可参考图7分辨之。
工作时，方法二，在铁架台上选定9个测试点1、测试点2……测试点9，测试点1……测试点8布置8个加速度传感器，测试点9布置1个力传感器，其中，测试点1……测试点8分别位于铁架台的四根铁杆的上部和下部，前8个测试点均位于四根铁杆的b侧面，测试点9位于铁架台的E2号边缘的b侧面的中央，振动模态测试界面操作过程是使用步进正弦测试法。
具体到本实施例，在所有仪器布置、安装完毕后，选择MIMO Sweep&Stepped SineTesting程序，新建文件，进入通道设置界面，选定通道口，根据各个传感器灵敏度及类型修改其参数，具体修改后界面如图3，此步骤与方法一相同，其中#1—#8号通道连接加速度传感器为测量通道，#1、#2、#3、#4号通道设为+X方向，#5、#6、#7、#8号加速度传感器设为-X方向，#9号通道连接力传感器为控制以及参考通道，方向设为+X方向，接着进入示波界面(Scope)，设定带宽为100Hz，谱线数64，输出通道1输出电压为0.5V，具体修改后如图8，进入测试参数设置界面(MIMO Sine Setup)，在选定所有通道后，将#9号通道信号的中断上限定为150N，输出通道1最大输出电压为2.5V，在Sweep一栏中设定最小频率为10Hz，最大为240Hz，Safety一栏设定激励开始时间2s后结束时间为5s，然后在最下端点击EditingReference Profile进行目标谱设置，在设定好最高幅值后，只需在最大频率及最高幅值范围内可根据需要随意设定目标谱，但至少要有一项最大频率以及一项最高幅值，频率必须从小到大，幅值可忽大忽小，也可恒定不变。MIMO Sine Mode一栏设定为步进Stepped,在Control strategr设定为Amplitude幅值，最小频率设定为10Hz，最大频率设定为240Hz，进入系统识别界面(System Identification)，选定信号模式为Pseudo random，最小及最大RMS值分别为0.02V与0.1V，然后按下Arm键准备，确认所有通道准备就绪(OK)后，可点击Start开始测试，根据测试结果(低负载、正常负载、过载)对前面的设置进行相应的修改，直至全部正常负载，获得系统传递函数，进行正弦采集测试(MIMO Sine Acquisition)，步骤同方法一相同；
实施例三，方法三。
方法三类似于方法二，不需要改变实验设备的连接方式，涉及的总体设备连接图如图6。
工作时，不需要改变实验设备的连接方式，主要将参数设置MIMO Sine Setup中的MIMO sine mode改为Swept扫频，最小频率设定为10Hz，最大频率设定为200Hz。
具体到本实施例，在所有仪器布置、安装完毕后，将参数设置MIMO Sine Setup中的MIMO sine mode改为Swept扫频，最小频率设定为10Hz，最大频率设定为200Hz，具体步骤如下：进入通道设置界面(Channel Setup)，选定通道口，根据各个传感器灵敏度及类型修改其参数，进入示波界面(Scope)，设定带宽为100Hz，谱线数64，输出通道1输出电压为0.5V，设置完毕后点击Start Source进行量程设置，进入测试参数设置界面(MIMO SineSetup)，在选定所有通道后，将9号通道信号的中断上限定为150N，输出通道1最大输出电压为2.5V，MIMO sine mode改为Swept扫频，最小频率设定为10Hz，最大频率设定为200Hz，扫描速率为4Hz/s，扫频次数为2，Safety一栏设定激励开始时间2s后，结束时间5s后，然后在最下端点击Editing Reference Profile进行目标谱设置，在设定好最高幅值后，只需在最大频率及最高幅值范围内可根据需要随意设定目标谱，但至少要有一项最大频率以及一项最高幅值，频率必须从小到大，幅值可忽大忽小，也可恒定不变，在Control strategr设定为AmplitudePhase幅值相位，进入系统识别界面(System Identification)，选定信号模式依然为Pseudo random，最小及最大RMS值分别设定为0.02V与0.1V。然后就可以按下Arm键准备，确认所有通道准备就绪(OK)后，可点击Start开始测试，根据测试结果(低负载、正常负载、过载)对前面的设置进行相应的修改，直至全部正常负载，获得系统传递函数，进入系统验证界面(System Verification)，选择最后一次采集的系统传递函数，单击CALCULATE按钮，计算在MIMO Sine测试中将会产生的力及相应的幅值，若出现过载，可在此进行调整，防止正式测试过程中产生过载，进行正弦采集测试(MIMO Sine Acquisition)，首先单击Arm准备，系统就绪后可点击Start开始测量，测试过程中可随时进行暂停、挂起、停止、加速、减速、继续、下一频段等操作。至此，测试完毕，点击保存，可获得相关振幅图等结果，点击Validate界面，对测试结果进行验证，在数据验证界面可以检验是否有遗漏的测点，检验是否有过载的测点，查看实验的频响函数、自谱、互谱和相干函数；所述基于LMS的试验台架振动模态测试方案的方法三中通道#1—#8的range1振幅图，其中range1代表10-200Hz，当频率达到20Hz，30Hz，50Hz左右时，靠近台面的#1、#2、#4、#8号四个测试点的振动极强，说明这三处频率是易受损频率处，很容易形成共振造成试验台的损坏，在实际工作中应该予以避免，同时，当频率达到110Hz,130Hz左右时，靠近地面的#3、#5、#6、#7号四个测试点的振动幅值较大，振动较强，容易形成共振，因此在实际工作中应该予以避免；所述的基于LMS的试验台架振动模态测试方案主要阐述了基于LMS模态测试仪对试验台支架的振动测试以及激振实验方案的设计，根据得到的实验结果可以得知试验台各个测试点的振动特性，比如频率、幅值等，采用LMS Test.lab实现了对试验台支架的模拟振动信号的采集，并对不同的振动测试数据进行了分析。对研究实验平台如何避免共振与消除影响提供了依据。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种基于LMS的试验台架振动模态测试系统的测试方法，其特征在于：基于LMS的试验台架振动模态测试系统，包括激振器和模拟试验台架的铁架台；铁架台上设置至少9处测点位置，用于连接加速度传感器和力传感器；激振器设置在铁架台一侧，激振器与功率放大器激振输出口连接，在功率放大器上方是 LMS 模态测试仪，功率放大器的信号输出口通过信号线与 LMS 模 态测试仪上的 out 接口相连，然后将力传感器连接头连接到 LMS 模态测试仪的 008V8E1 号接口，最后用一根网线使电脑与 LMS 模态测试仪连接；
在铁架台上选定 9 个测试点1、测试点2……测试点9，测试点1……测试点8布置8个加速度传感器，测试点9布置1个力传感器，其中，测试点1……测试点8分别位于铁架台的四根铁杆的上部和下部，铁杆有4个侧面均为矩形，前8个测试点均位于四根铁杆的a侧面，铁架台四个边均有侧面，且均为矩形侧面，测试点9位于铁架台的E1号边缘的a侧面的中央 ；
方法包括：
步骤1、选定通道口，根据各个传感器 灵敏度及类型修改其参数；
步骤2、#1—#9 号通道序号与*1—*9 号测试点一一对应，其中#1—#8 号通道连接加速度传感器为测量通道，加速度传感器另一端按对应通道序号固定在*1—*8 号测试点，#1、#2、#3、#4 号通道设为+X 方向，#5、#6、#7、#8 号通道设为 -X 方向，#9 号通道连接力传感器作为控制以及参考通道，同时力传感器另一端固定在*9 号测试点，通道方向设为+X方向，在 InputMode 一栏将 9 个传感器对应方格改为 ICP，在 Measure Quality 一栏#9号通道力传感器对应的方格改为 Force；
步骤3、进入示波界面（Scope），设定带宽为 50Hz，谱线数 64，输出通道 1 输出电压为0.1V；
步骤4、设置完毕后点击 Start Source 进行量程设置，具体步骤为①点击 StartRanging 开始进行示波，此过程容易出问题，传感器容易出现轻载或者过载，需要找出问题，不断调整，本次实验中一些加速度传感器出现过载现象，是由于传感器受力不均匀引起的；②点击 Start Source 开始源输出；③设置量程 Set Ranging；④停止 Stop Ranging；
步骤5、进入测试参数设置界面（MIMO Sine Setup），在选定所有通道后，将 9 号通道信号的中断上限定为 150N，输出通道 1 最大输出电压为 2.5V；在 Sweep 一栏中设定最小频率为 10Hz，最大为 240Hz，Safety 一栏设定激励开始时间 2s 后，然后在最下端点击Editing Reference Profile 进行目标谱设置，在设定好最高幅值后，只需在最大频率及最高幅值范围内可根据需要随意设定目标谱，但至少要有一项最大频率以及一项最高幅值，频率必须从小到大，幅值可忽大忽小，也可恒定不变；MIMO Sine Mode 一栏设定为步进Stepped, 在 Control strategr 设定为 Amplitude 幅值，最小频率设定为 10Hz，最大频率设定为 240Hz；
步骤6、进入系统识别界面（System Identification），选定信号模式为周期随机，最小及最大 RMS 值分别为 0.1V 与 0.5V；然后按下 Arm 键准备，确认所有通道准备就绪（OK）后，可点击 Start 开始测试，根据测试结果低负载、正常负载、过载对前面的设置进行相应的修改，直至全部正常负载，获得系统传递函数；
步骤7、进入系统验证界面（System Verification），选择最后一次采集的系统传递函数，单击 CALCULATE 按钮，计算在 MIMO Sine 测试中将会产生的力及相应的幅值，若出现过载，可在此进行调整，防止正式测试过程中产生过载；
步骤8、进行正弦采集测试（MIMO Sine Acquisition），首先单击 Arm 准备，系统就绪后可点击 Start 开始测量，测试过程中可随时进行暂停、挂起、停止、加速、减速、继续、下一频段操作；至此，测试完毕，点击保存，可获得相关振幅图结果；测量完毕后可进入Validate 界面对测试结果进行验证。
2.一种基于LMS的试验台架振动模态测试系统的测试方法，其特征在于：基于一种基于LMS的试验台架振动模态测试系统，包括激振器和模拟试验台架的铁架台；铁架台上设置9处测点位置，用于连接加速度传感器和力传感器；激振器设置在铁架台一侧，激振器与功率放大器激振输出口连接，在功率放大器上方是 LMS 模态测试仪，功率放大器的信号输出口通过信号线与 LMS 模 态测试仪上的 out 接口相连，然后将力传感器连接头连接到 LMS模态测试仪的 008V8E1 号接口，最后用一根网线使电脑与 LMS 模态测试仪连接；
在铁架台上选定 9 个测试点，测试点1、测试点2……测试点9，测试点1……测试点8布置8个加速度传感器，测试点9布置1个力传感器，其中，测试点1……测试点8分别位于铁架台的四根铁杆的上部和下部，前8个测试点均位于四根铁杆的b侧面，测试点9位于铁架台的E2号边缘的b侧面的中央；
方法包括：
步骤1、本次将使用的是步进正弦测试法；在所有仪器布置、安装完毕后，选择 1.MIMOSweep & Stepped Sine Testing 程序，新建文件,选定通道口，根据各个传感器 灵敏度及类型修改其参数；
步骤2、进入通道设置界面（Channel Setup），选定通道口，根据各个传感器 灵敏度及类型修改其参数；其中#1—#8 号通道连接加速度传感器为测量通道，#1、#2、#3、 #4 号通道设为+X 方向，#5、#6、#7、#8 号加速度传感器设为-X 方向，#9 号通 道连接力传感器为控制以及参考通道，方向设为+X 方向；
步骤3、进入示波界面（Scope），设定带宽为 100Hz，谱线数 64，输出通道 1 输出电压为 0.5V；
步骤4、进入测试参数设置界面（MIMO Sine Setup），在选定所有通道后，将 #9号通道信号的中断上限定为 150N，输出通道 1最大输出电压为 2.5V；在 Sweep 一栏中设定最小频率为 10Hz，最大为 240Hz，Safety 一栏设定激励开始时间 2s 后，结束时间为 5s；然后在最下端点击 Editing Reference Profile 进行目标 谱设置，在设定好最高幅值后，只需在最大频率及最高幅值范围内可根据需要 随意设定目标谱，但至少要有一项最大频率以及一项最高幅值，频率必须从小 到大，幅值可忽大忽小，也可恒定不变；MIMO Sine Mode一栏设定为步进 Stepped,在 Control strategr 设定为 Amplitude 幅值，最小频率设定为 10Hz，最大频 率设定为 240Hz；
步骤5、进入系统识别界面（System Identification），选定信号模式为 Pseudorandom，最小及最大 RMS 值分别为 0.02V 与 0.1V；然后按下 Arm 键准备，确认 所有通道准备就绪（OK）后，可点击 Start 开始测试，根据测试结果对前面的设置进行相应的修改，直至全部正常负载，获得系 统传递函数, 测试结果包括低负载、 正常负载、过载；
步骤6、进入系统验证界面（System Verification），选择最后一次采集的系统传 递函数，单击 CALCULATE 按钮，计算在 MIMO Sine 测试中将会产生的力及 相应的幅值，若出现过载，可在此进行调整，防止正式测试过程中产生过载；
步骤7、进行正弦采集测试（MIMO Sine Acquisition），步骤同方案一相同；至 此，测试完毕，点击保存，可获得相关振幅图结果。
3.一种基于LMS的试验台架振动模态测试系统的测试方法，其特征在于：基于一种基于LMS的试验台架振动模态测试系统，包括激振器和模拟试验台架的铁架台；铁架台上设置9处测点位置，用于连接加速度传感器和力传感器；激振器设置在铁架台一侧，激振器与功率放大器激振输出口连接，在功率放大器上方是 LMS 模态测试仪，功率放大器的信号输出口通过信号线与 LMS 模 态测试仪上的 out 接口相连，然后将力传感器连接头连接到 LMS模态测试仪的 008V8E1 号接口，最后用一根网线使电脑与 LMS 模态测试仪连接；
在铁架台上选定 9 个测试点，测试点1、测试点2……测试点9，测试点1……测试点8布置8个加速度传感器，测试点9布置1个力传感器，其中，测试点1……测试点8分别位于铁架台的四根铁杆的上部和下部，前8个测试点均位于四根铁杆的b侧面，测试点9位于铁架台的E2号边缘的b侧面的中央；
方法包括：
步骤1、进入通道设置界面（Channel Setup），选定通道口，根据各个传感器
灵敏度及类型修改其参数；
步骤2、进入示波界面（Scope），设定带宽为 100Hz，谱线数 64，输出通道 1
输出电压为 0.5V，设置完毕后点击 Start Source 进行量程设置，具体步骤为①点击Start
Ranging 开始进行示波，此过程容易出问题，传感器容易出现轻载或者过载，
需要找出问题，不断调整，本次实验中一些加速度传感器出现过载现象，是由
于传感器受力不均匀引起的；②点击 Start Source 开始源输出；③设置量程
Set Ranging；④停止 Stop Ranging；
步骤3、进入测试参数设置界面（MIMO Sine Setup），在选定所有通道后，将 9号通道信号的中断上限定为150N，输出通道1最大输出电压为2.5V；MIMO sine mode 改为 Swept 扫频，最小频率设定为 10Hz，最大频率设定为 200Hz，扫描速 率为 4Hz/s，扫频次数为 2，Safety 一栏设定激励开始时间 2s 后，结束时间 5s 后；然后在最下端点击 EditingReference Profile 进行目标谱设置，在设定 好最高幅值后，只需在最大频率及最高幅值范围内可根据需要随意设定目标谱， 但至少要有一项最大频率以及一项最高幅值，频率必须从小到大，幅值可忽大 忽小，也可恒定不变；在 Control strategr 设定为AmplitudePhase 幅值相位；
步骤4、进入系统识别界面（System Identification），选定信号模式依然为 Pseudorandom，最小及最大 RMS 值分别设定为 0.02V 与 0.1V；然后就可以按 下 Arm 键准备，确认所有通道准备就绪（OK）后，可点击 Start 开始测试，根 据测试结果对前面的设置进行相应的修改，直至 全部正常负载，获得系统传递函数, 测试结果包括低负载、 正常负载、过载；
步骤5、进入系统验证界面（System Verification），选择最后一次采集的系 统传递函数，单击 CALCULATE 按钮，计算在 MIMO Sine 测试中将会产生的力及 相应的幅值，若出现过载，可在此进行调整，防止正式测试过程中产生过载；
步骤6、进行正弦采集测试（MIMO Sine Acquisition），首先单击 Arm 准备， 系统就绪后可点击 Start 开始测量，测试过程中可随时进行暂停、挂起、停止、 加速、减速、继续、下一频段操作；至此，测试完毕，点击保存，可获得相关振幅图结果；
步骤7、点击 Validate 界面，对测试结果进行验证，在数据验证界面可以检验是 否有遗漏的测点，检验是否有过载的测点，查看实验的频响函数、自谱、互谱 和相干函数。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101587008A (zh) * 2009-07-20 2009-11-25 中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所 电动振动台振动增强装置
JP2012237634A (ja) * 2011-05-11 2012-12-06 Hitachi Plant Technologies Ltd 振動試験装置及びその制御方法
CN106596011A (zh) * 2016-11-21 2017-04-26 中国船舶重工集团公司第七0五研究所 基于激励点优选和激光测振的小型叶轮模态测试方法
CN111678689A (zh) * 2020-07-06 2020-09-18 东北大学 弹性环支承转子系统固有特性试验台及其测量方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120316800A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Gregory David Shteinhauz System for predicting vehicle vibration or acoustic response

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101587008A (zh) * 2009-07-20 2009-11-25 中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所 电动振动台振动增强装置
JP2012237634A (ja) * 2011-05-11 2012-12-06 Hitachi Plant Technologies Ltd 振動試験装置及びその制御方法
CN106596011A (zh) * 2016-11-21 2017-04-26 中国船舶重工集团公司第七0五研究所 基于激励点优选和激光测振的小型叶轮模态测试方法
CN111678689A (zh) * 2020-07-06 2020-09-18 东北大学 弹性环支承转子系统固有特性试验台及其测量方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于LMS模态采集分析系统的飞机操纵面固有频率的测试方法;杨勇;《振动工程学报》;20080930;论文全文 *
机床振动扫频系统开发与研究;区炳显等;《机械设计与制造》;20101208(第12期);论文全文 *
机械结构试验模态分析系统设计;焦恒昌;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)》;20160615;论文全文 *
电动振动台在汽车零部件测试中的控制方法及传感器测点布置的研究;吴袁生等;《汽车零部件》;20200628(第06期);论文全文 *
船舶柴油机主动隔振监控系统设计;陈智君;《舰船科学技术》;20190331;论文全文 *

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