摘要：為了檢測(cè)裝備的機(jī)械結(jié)構(gòu)損傷情況，采用模態(tài)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別分析。設(shè)計(jì)了一種用于單輸入多輸出方法的模態(tài)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及部分軟件。該系統(tǒng)采用了多控制器方案，能夠按照使用要求輸出激勵(lì)和并行采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)。該系統(tǒng)具有通用性，可以用于多種用途。
關(guān)鍵詞：模態(tài)分析；硬件結(jié)構(gòu)；激勵(lì)方法；并行采集

0 引言
模態(tài)分析是在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際測(cè)試的基礎(chǔ)上，采用實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的方法來處理工程結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)問題。隨著某裝備減重和確保可靠性要求，必須對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析。在確定單輸入多輸出方法的模態(tài)分析方法基礎(chǔ)上，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)上能夠滿足被分析的對(duì)象，即能在裝備平臺(tái)上施加相應(yīng)的激勵(lì)，可并行采集結(jié)構(gòu)的振動(dòng)加速度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時(shí)存儲(chǔ)。本文根據(jù)這一要求，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)以PC機(jī)為主機(jī)進(jìn)行操作，以ARM控制器為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)輸出和采集過程進(jìn)行控制，輸出形式是激振力，輸入信號(hào)是加速度。

1 單點(diǎn)輸入多點(diǎn)輸出模態(tài)參數(shù)測(cè)試
單點(diǎn)輸入多點(diǎn)輸出方法在實(shí)驗(yàn)時(shí)，激勵(lì)點(diǎn)是固定的，且可以同時(shí)測(cè)試多個(gè)點(diǎn)的響應(yīng)。該方法測(cè)試效率較高，廣泛用于中型機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。由于同時(shí)測(cè)量多個(gè)點(diǎn)，傳感器的質(zhì)量和要小，以減少附加質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)特性的影響。激勵(lì)方法可以采用錘擊法或激振器激勵(lì)法。本文采用了激振器激勵(lì)法。激振器激勵(lì)方法較好，可以克服錘擊法容易引起模態(tài)遺漏的問題。
該方法的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 測(cè)試系統(tǒng)總統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)系統(tǒng)測(cè)試要求，本文設(shè)計(jì)了模態(tài)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。該測(cè)試系統(tǒng)由PC機(jī)、輸出控制器、激振器、數(shù)據(jù)采集控制器、調(diào)理電路和多個(gè)振動(dòng)采集傳感器組成，如圖2所示。