介绍
模态试验和分析在提高产品设计中起到非常大的作用。模态试验的关键是保证试验参数最优。由晶钻仪器公司引入的形随机和突发随机输出激励具有独特的优点，可以更好地估计品质因数、阻尼和FRF幅值，这将使分析得到的模态参数更加准确。本文介绍的模态试验将这两种新技术与常规振动台激励信号相比较，讨论新技术对模态试验结果的提升效果。绿色曲线是用形随机激励获得的FRF，蓝色曲线是用白噪声激励获得的FRF。可以看出，新技术使得FRF曲线的峰值更尖锐、明显，有助于更好、更准确地估计品质因数、阻尼和FRF的幅值，这些将在下文中讨论。
图 1.形随机和白噪声激励所获得的FRF曲线
在MIMO FRF模态测试原本有白噪声、突发随机、周期随机、伪随机、线性调频、突发线性调频等激励信号的基础上，增加了形随机和突发形随机两种激励信号。
图 2. 增加形随机和突发形随机输出激励
因为激励水平可以在频率范围内调整，形随机和突发形随机为被测结构提供了改进的激励，将会提高响应水平较低区域的信噪比。由用户定义激励的频率目标谱，有助于提高特定的期望频率范围上的响应级别。通过设置脉冲百分比，可以控制一个周期内的无输出持续时间。这些优点使形随机和突发形随机激励非常受欢迎。
设置
下面是用EDM Modal软件做MIMO FRF试验，用形随机和突发形随机作输出激励时的设置。
1、形随机设置，编辑功率谱密度(PSD)目标谱。
图 3. 形随机输出设置
点击编辑按钮，弹出如下编辑窗口，用户在这里可以指定驱动PSD谱的形状。
图 4. 形随机频域目标谱编辑
通过断点表格，可以定义任意形状的驱动信号PSD谱。这在白噪声和粉红噪声上也是可用的。形随机输出仍然是随机信号。
图 5. 形随机的激励力
2、突发形随机设置，编辑功率谱密度(PSD)目标谱和设置突发百分比。
点击输出设置里的编辑按钮，弹出如下编辑窗口，用户在这里可以指定驱动PSD谱的形状。另外，用户可以在输出设置窗口中定义突发百分比。
图 6. 突发形随机的输出设置和编辑窗口
通过断点表格，可以定义任意形状的驱动信号PSD谱。这在白噪声和粉红噪声上也是可用的。突发形随机输出仍然是随机信号。
图 7. 突发形随机的激励力
模态测试
下面我们来做一个模态试验，比较形随机和白噪声激励的效果。这个MIMO FRF测试用振动台激励，并且搭配最新版本的EDM Modal 9.0软件。两种激励信号的RMS电压量级是一样的。对于形随机激励，更多的能量集中在200-250Hz的频率范围内。在这个频率范围内，有重根模态。两种测试的其它参数比如频率范围、块大小、窗函数、平均数等都保持一致。
图 8. 白噪声激励信号设置
图 9. 形随机激励信号设置
块信号显示形随机和白噪声激励信号，以及结构在这些激励下的响应。FRF图表明感兴趣的模态在分析频率范围内能够被很好地识别。相干图说明输入和输出相关性很好。
图 10. 用形随机和白噪声激励信号做MIMO FRF模态试验
比较形随机激励和白噪声激励的结果，我们获得如下重叠绘制的FRF图。
图 11. 形随机和白噪声激励的重叠FRF图
上图显示，由于形随机激励信号在峰值所在的频率范围内能量更集中，所以获得的FRF图峰值更尖锐、更容易识别。更好的峰值评估有助于准确的计算品质因数、阻尼和FRF幅值，如下面的表格所示。
表 1. 形随机和白噪声激励品质因数比较
表 2. 形随机和白噪声激励阻尼比较
表 3. 形随机和白噪声激励FRF幅值比较
结果说明了形随机输出激励在模态分析中的独特优势。学习更多关于EDM Modal 9.0软件的更多知识，请访问：https://www.wenju818.com/edm-modal-analysis