由于試驗(yàn)條件的關(guān)系,，本文采用頻域識別的方法對機(jī)床的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行識別,， 下面簡單介紹在頻域中的一些模態(tài)參數(shù)識別方法。分量分析法就是將頻響函數(shù)分成實(shí)部和虛部分量進(jìn)行分析,，式(2-15)是基本 公式,，它是一種圖解法,，即從曲線上直接找出有關(guān)參數(shù)。
本章簡單介紹了模態(tài)試驗(yàn)的相關(guān)理論和模態(tài)分析的基本步驟,，包括模態(tài)分析 理論與試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論,，揭示了傳遞函數(shù)與模態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系。重點(diǎn)介紹了 從傳遞函數(shù)到得到模態(tài)參數(shù)的識別過程的理論基礎(chǔ),。
本章從試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的整體觀點(diǎn)出發(fā),，先討論了激勵系統(tǒng)、力傳感器和運(yùn)動 傳感器,、測試與分析系統(tǒng)以及具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一些基本問題,。不同的測試與分析 系統(tǒng)，它們在性能,、靈活性,、大小和價(jià)格等方面是有區(qū)別的，需要試驗(yàn)設(shè)計(jì)者根 據(jù)不同的需要進(jìn)行選取,。在確定了模態(tài)分析與測試系統(tǒng)后,，設(shè)計(jì)模態(tài)分析試驗(yàn)時，試驗(yàn)工程師應(yīng)當(dāng)利用盡可能多的信息,。從這一觀點(diǎn)出發(fā),，傳遞函數(shù)的測試這一部 分主要討論了正確選擇響應(yīng)點(diǎn)和激勵點(diǎn)的一些理論和方法;信號采集過程中的一 些參數(shù)設(shè)置，以及針對不同試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的頻段選取,。本章的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)為后 面具體的機(jī)床模態(tài)試驗(yàn)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ),。
本課題來自于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“龍門移動式精工加工中心的橫梁同步磁懸 浮系統(tǒng)研究”（項(xiàng)目批準(zhǔn)號：50805098),。
實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法可以分為頻響函數(shù)法（簡稱測力法）和環(huán)境激勵法（簡稱 不測力法）兩種，所謂測力法就是在試驗(yàn)過程中需要同時測量激勵力和響應(yīng)的方 法,。經(jīng)典的測力法是利用頻域的頻響函數(shù)（FRF)或時域的脈沖響應(yīng)函數(shù)（IRF) 對模態(tài)參數(shù)進(jìn)行估計(jì),。頻響函數(shù)是響應(yīng)和力的傅里葉變換之比，而脈沖響應(yīng)函數(shù) 也要先測得頻響函數(shù)然后經(jīng)傅里葉逆變換（IFFT)獲得,。因此,，測力法必須利用 帶測力計(jì)的激振器或力錘施加可測量的激勵力。測力法可以估計(jì)所有的模態(tài)參數(shù),， 包括固有頻率,、模態(tài)振型、模態(tài)阻尼或阻尼比,、模態(tài)質(zhì)量和模態(tài)剛度,，而且精度 較高。
模態(tài)試驗(yàn)中,，試驗(yàn)夾具和支承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證相當(dāng)重要。當(dāng)發(fā)現(xiàn)夾具和支 承系統(tǒng)的動態(tài)特性對所試驗(yàn)結(jié)構(gòu)有明顯影響時,，應(yīng)將試驗(yàn)對象連同夾具一起作為 整體進(jìn)行動態(tài)分析,。隨著試驗(yàn)對象結(jié)構(gòu)愈來愈大，要設(shè)計(jì)一個具有理想界面或與 試驗(yàn)對象藕合較小的夾具也愈來愈困難,，費(fèi)用也相當(dāng)昂貴,，有的需從試驗(yàn)方法(如 慣性質(zhì)量界面和殘余柔度)去解決這些矛盾。
觸發(fā)方式?jīng)Q定了采樣時每段樣本的幵始點(diǎn),。它的合理選擇,，對于捕捉瞬態(tài)信 號或要求被采集信號同吵運(yùn)算作用很大。解發(fā)方式一般有以K幾種:自由觸發(fā),，信 號觸發(fā),，預(yù)觸發(fā)，外觸發(fā)等,。對于脈沖信號而言,，一般很難捕捉到，采樣早了信 號沒有到來,，采樣晚了信號己過去,。這種情況下，可用信號本身的電平來觸發(fā),。 可以將觸發(fā)電平調(diào)到比噪聲電平稍高一點(diǎn),，這樣，沒有脈沖信號時,，噪聲無法觸 發(fā)采樣系統(tǒng)而不能采樣,；當(dāng)出現(xiàn)脈沖信號,，達(dá)到預(yù)置的觸發(fā)電平后，采樣系統(tǒng)立 刻進(jìn)行采樣（此前系統(tǒng)一直處于采樣工作狀態(tài),，此時采樣即對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,，為 有效采樣階段）。采用這種觸發(fā)方法,，可確保采到所要分析的脈沖信號,。如果沒有 信號，采樣系統(tǒng)不會工作,，一直到下一次脈沖信號出現(xiàn)時,，才會再次采樣。這樣,， 既保證了每次無遺漏地采到所要的脈沖信號,，又將大量不需要的噪聲排除在外。
B&K3660C Pulse LAN-XI是同類產(chǎn)品中最強(qiáng)大,、最緊湊和最輕便的數(shù)據(jù)采集 前端之一,，在一個密封的前端裝置有該模塊。B&K3660CPulslLAN-XI能夠在高 速書籍采集方面和新號調(diào)節(jié)方面都用得到,，并且根據(jù)客戶需求提供完善的各類服 務(wù),。B&K3660C Pulse LAN-XI數(shù)據(jù)采集前端與B&K基本分析系統(tǒng)以及PULSE Reflex高級模態(tài)采集與分析包穩(wěn)固結(jié)合，通過靈巧多變的硬件選擇適合各類場所 的特定需要,，最終達(dá)到優(yōu)越的性能,。PULSE Reflex高級模態(tài)采集與分析包是專為 提高實(shí)驗(yàn)工作效率而設(shè)計(jì)的，新版的PULSE Reflex髙級模態(tài)采集與分析包加強(qiáng)了 數(shù)據(jù)采集功能,，提高振動噪聲實(shí)驗(yàn)效率,。使用PULSE Reflex高級模態(tài)采集與分析 包進(jìn)行普通的振動噪聲實(shí)驗(yàn)可以節(jié)省大量的時間。PULSE Reflex高級模態(tài)采集與 分析包在很多時候都能很明顯的體現(xiàn)其高效靈活的特點(diǎn),，它具有的如快速設(shè)置,、 高效采集數(shù)據(jù)、自定義處理功能,、報(bào)告生成功能以及數(shù)據(jù)的共享等方面的特點(diǎn),。
隨著制造業(yè)的迅猛發(fā)展，從二十世紀(jì)八十年代開始加工中心引起了發(fā)達(dá)國家的重 視,，并注入了大量的資金和人力進(jìn)行研究,。加工中心的精度、速度等一系列參數(shù)得到 了迅速提升,，而可靠性作為一個評估參數(shù)也逐漸浮現(xiàn)在人們的視野中,。狀態(tài)監(jiān)測和故 障預(yù)警作為提升可靠性水平的一種重要措施也引起了更加廣泛的關(guān)注。
為了實(shí)現(xiàn)對刀庫運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測功能，本文設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集電路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,， 采集信號主要包括振動信號,、溫度信號三個方面，溫度傳感器安裝于電機(jī)表面,，振動 傳感器安裝于機(jī)械手下表面,，如圖3.3所示。