如何改善被分离后的结构单自由度随机振动响应的频率谱光滑度

kobe735

实验对象为多自由度结构，在随机激励下产生随机振动响应，力传感器测量随机激励源（输入信号），加速度传感器测量随机响应（输出信号）。我有几个问题：
1. 随机响应FFT不是光滑的，即在结构每个自然频率附近会存在很多其他频率成分毛刺，我想这种现象应该是随机振动自身性质决定的，而不是通过改变FFT计算长度就能改善的，事实上我也尝试过，确实不能改善，即不能通过改变FFT长度就能突出结构自然频率并且减弱其它频率成分。以上这种因为随机振动自身原因的想法正确吗？
2. 随机响应FFT虽不光滑，但是可以通过计算频响函数观察光滑的频谱图，易看到频率谱只存在一个频率主峰，从而轻易辨认出结构的自然频率大小数值，因为频响函数可以加强突出结构自然频率，减弱其他频率成分。
3. 我通过某种信号分离方法，将多模态随机响应分离成单模态随机响应，但是多模态随机响应同样存在上述第1个问题，即模态频率（对应相应的自然频率）附近同样存在很多其他频率成分，很难辨认出结构的模态频率大小数值，造成很难评价我使用的信号分离方法在模态分离方面的有效性或精确度。
现在我的问题是：分离后的单模态随机响应使用什么方法可以轻易辨认出分离后的单模态频率大小，即频率谱中只存在一个频率主峰，有没有类似频响函数这种方法：加强突出模态频率而减弱其他频率成分。我也尝试过将分离后的单模态随机响应与随机激励源信号结合起来进行频响函数的计算，但计算结果不成功，结果显示并不能在模态频率处产生频率主峰。

请各位高手给予热心指导！先谢谢了！

kobe735

更改一些疏漏：
实验对象为多自由度结构，在随机激励下产生随机振动响应，力传感器测量随机激励源（输入信号），加速度传感器测量随机响应（输出信号）。我有几个问题：
1. 随机响应FFT不是光滑的，即在结构每个自然频率附近会存在很多其他频率成分毛刺，我想这种现象应该是随机振动自身性质决定的，而不是通过改变FFT计算长度就能改善的，事实上我也尝试过，确实不能改善，即不能通过改变FFT长度就能突出结构自然频率并且减弱其它频率成分。以上这种因为随机振动自身原因的想法正确吗？
2. 随机响应FFT虽不光滑，但是可以通过计算频响函数观察光滑的频谱图，易看到频率谱在每一个自然频率附近只存在一个频率主峰而减弱了大部分频率毛刺，从而轻易辨认出结构的自然频率大小数值，因为频响函数可以加强突出结构自然频率，减弱其他频率成分。
3. 我通过某种信号分离方法，将多模态随机响应分离成单模态随机响应，但是分离的单模态随机响应同样存在上述第1个问题，即模态频率（对应相应的自然频率）附近同样存在很多其他频率成分，很难辨认出结构的模态频率大小数值，造成很难评价我使用的信号分离方法在模态分离方面的有效性或精确度。
现在我的问题是：分离后的单模态随机响应使用什么方法可以轻易辨认出分离后的单模态频率大小，即频率谱中只存在一个频率主峰而减弱大部分频率毛刺，有没有类似频响函数这种方法：加强突出模态频率而减弱其他频率成分。我也尝试过将分离后的单模态随机响应与随机激励源信号结合起来进行频响函数的计算，但计算结果不成功，结果显示并不能在模态频率处产生频率主峰。

hcharlie

随机激励下的响应是比较杂乱的，但随机激励下用每次的响应除以输入得到的传递函数却是比较规整的。你不是用了力传感器吗，有此条件呀。

kobe735

hcharlie 发表于 2012-10-22 16:05

                               
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随机激励下的响应是比较杂乱的，但随机激励下用每次的响应除以输入得到的传递函数却是比较规整的。你不是用 ...

首先感谢hcharlie热心指导。
正如hcharlie所说，可以利用随机激励源信号得到传递函数（频响函数），结果是比较规整的。
我采用模态分离方法后得到了单模态响应，其FFT显示在各自然频率附近依然存在大量其他频率毛刺。
我的问题是：我采用什么方法去评价分离后的单模态的准确度？我的想法是有没有类似传递函数那种方法可以显示分离的单模态的比较规整的频谱图，因为单模态随机响应除以随机激励源信号不能得到单模态传递函数（事实上我也尝试过，结果证明了不能得到单模态传递函数），同时单模态响应的FFT显然也不合适，因为FFT显示存在很多毛刺。
请hcharlie和各位老师给予热心指导，先谢谢你们了！

hcharlie

为什么要分离出单模态的比较规整的频谱图?

kobe735

hcharlie 发表于 2012-10-24 08:11

                               
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为什么要分离出单模态的比较规整的频谱图?

如果不通过查看“比较规整的频谱图”，请问有什么好方法可以评价我使用的模态分离方法在分离单模态方面的准确度？
当然还包括频率，阻尼比，振型等的比较，但是我想如果连单模态频谱图都不准确的话，就已经足够说明所用方法准确度很差了，我的想法正确吗？
我最终目的是评价我使用的模态分离方法的准确度。

hcharlie

我认为多此一举

kobe735

hcharlie 发表于 2012-10-24 14:04
我认为多此一举

请问用什么评价准则说明我使用的模态分离方法是有效且准确的呢（针对随机振动）？

kobe735

hcharlie 发表于 2012-10-24 14:04
我认为多此一举

hcharlie好！请问评价随机振动的模态分离只需要哪几步骤即可？若不需查看单模态频谱图的话

hcharlie

一个多自由度系统不是简单地由几个单自由度系统组合而成，各个自由度之间是互相影响的，连频率都会变的，所谓分离出单自由模态，这个命题我觉得是有问题的。
随机激励下各模态的响应并非是简谐运动。比如一个单自由度系统在随机激励下的响应是以此系统频率为中心频率的窄带随机，也就是变幅的振动。多自由系统的响应更复杂了。
所以我认为你的思路是有问题的。

kobe735

hcharlie 发表于 2012-10-24 19:12
一个多自由度系统不是简单地由几个单自由度系统组合而成，各个自由度之间是互相影响的，连频率都会变的，所 ...

感谢hcharlie热心指导，我需要认真反思一下对多自由模态分离的理解。

马社

以前做振动控制的人曾经提过这个事，他们认为结构振动就是模态振的太大，所以按模态控制结构共振，但都是实验室科学，没敢拿出来做工程，多少显得幼稚。

kobe735

马社 发表于 2012-10-24 22:09

                               
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以前做振动控制的人曾经提过这个事，他们认为结构振动就是模态振的太大，所以按模态控制结构共振，但都是实 ...

真诚希望各位老师多发言，多提供各种材料，因为凡事就怕探讨和认真！