用双通道分析仪计算多输入系统的传递函数

　　1.引言

　　对结构动力特性进行分析时，传递函数的获得非常重要。而在用试验分析技术时，很多情况是采用双通道动态分析仪，利用单点随机输人的方法获取传递函数，并将数据传到计算机进行进一步分析。

　　单点随机输人法具有试验程序简单，数据处理容易，分析速度快和便于现场实验分析等优点。但也存在易于丢失模态，只能分离疏模态和精度不好等弊端。

　　多点随机输人法的激励能量较为均匀，可获得重复信息，可提取密模态参数，适用于大型复杂结构的试验模态分析。但用双通道动态分析仪没办法计算传递函数。

　　本文利用双通道动态分析仪计算单输人系统传递函数的功能，引进伪传递函数的新概念，使得双通道动态分析仪能分析多点随机输人的试验结果，这样就扩大了双通道动态分析仪的应用范围.为解决大型复杂结构的动态分析提供了新的手段。实际算例表明，该方法简单实用，易于推广.

　　2.传递函数计算公式

　　对结构进行动力特性分析时，其稳态响应的频域表达式为:

　　当q二l时，H_ki=S_ik/S_ji，可直接利用动态分析仪算出。因此，对结构进行动力特性分析时，大多采用单点随机激励的方法。如果q≠l，则不能直接利用双通道动态分析仪计算传递函数。需要较昂贵和复杂的分析软件。

　　一般的分析软件都提供了数据块的代数运算功能，可利用这个功能扩展双通道动态分析仪的应用范围。

　　式(3)两边同除以毓，并写成矩阵形式

　　对于N个响应点，用上述的方法可得到传递函数矩阵〔H」NXq这样就可利用多输人随机激励模态分析方法^(2、3)

　　对H进行求和并构造一N维列向量

利用式(8)就可采用通常的方法识别出精度较高的模态频率s_i和振型{ð_i:}。

　　3.分析实例

　　本文将上述方法用于刨床的振动模态试验。激励力是三个不完全相干的随机信号，响应是249个加速度信号，分析频率范围为0一SOOHz，平均次数为60次。试验装置如图1所示。

　　阻抗检测的输人信号，和三轴加速度计拾取的响应信号经电荷放大器后，送人存储记录，示波器和动态分析仪为现场监视和分析用。

　　对刨床进行了多个工况的模态分析，现将各阶固有频率和阻尼列于表1。图2是刨床滑枕伸出长度为0. 7m时的第一阶和第二阶振型图。

　　4.结束语

　　多输人多输出系统可以更好的模拟真实环境，便于得到结构的总体特性，相对于单输入多输出系统或多输人单输出系统，减少了丢失重要参数的可能性。