本文關鍵詞：振動實驗模態(tài)分析虛擬儀器的研發(fā)

  更多相關文章： 實驗模態(tài)分析 虛擬儀器 軟件觸發(fā) 參數(shù)識別

【摘要】：隨著實驗模態(tài)分析技術在結(jié)構(gòu)動力學方面的作用日益突出,其應用也越來越廣泛。傳統(tǒng)的實驗模態(tài)分析軟件的成本比較昂貴且技術保密性太高,而虛擬儀器具有較高的性價比、便捷性和可擴展性。因此,基于虛擬儀器技術研究開發(fā)一套低成本、交互性好、可擴展性強的實驗模態(tài)分析系統(tǒng),不僅可以應用于實際工程分析,還具有一定的教學和科研價值。本文對實驗模態(tài)分析基本原理、數(shù)據(jù)采集的觸發(fā)方式、模態(tài)參數(shù)識別算法以及虛擬儀器的結(jié)構(gòu)建模等方面進行了研究,特別對軟件觸發(fā)技術和LabVIEW建模技術進行了深入研究。相比于國內(nèi)外一些實驗模態(tài)分析系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集部分采用硬件觸發(fā)的方式,該系統(tǒng)采用了軟件觸發(fā)的方式,從而實現(xiàn)了測試系統(tǒng)的便攜性。在頻響測試部分應用了平均技術,從而保證了所測頻響數(shù)據(jù)的精度。在研究了實驗模態(tài)分析基本原理、測試流程以及國內(nèi)外試驗模態(tài)分析軟件的基礎上,基于LabVIEW開發(fā)平臺,研制了一套集幾何建模功能、數(shù)據(jù)采集及頻響分析功能、模態(tài)參數(shù)識別功能以及振型動畫顯示功能于一體的實驗模態(tài)分析系統(tǒng)。其中,在幾何建模部分,既可以通過本系統(tǒng)獨立建模,也可以通過第三方軟件導入模型;在模態(tài)參數(shù)識別部分,本文采用了比較流行的整體正交多項式參數(shù)識別方法(FPDI),在窄頻帶內(nèi)具有優(yōu)良識別效果的頻域直接參數(shù)識別方法(FDPI)以及在較寬頻帶內(nèi)具有較好識別功能的最小二乘復指數(shù)法(LSCE)。實例表明,在測試過程中通過不同的模態(tài)參數(shù)識別方法的配合使用,可以達到更佳的識別效果。最后,分別通過對簡支梁、薄圓板以及電機支座的錘擊法實驗模態(tài)分析對本文所提出的軟硬件系統(tǒng)進行了測試和驗證,并與ANSYS以及ME’scope等著名權(quán)威軟件進行對比驗證。實驗結(jié)果表明,本系統(tǒng)運行穩(wěn)定、有效、準確,識別效果上佳,可以應用于非復雜結(jié)構(gòu)的實際工程項目中,也可作為實驗模態(tài)分析的實驗教學軟件進行課堂講解,同時還可以作為基于虛擬儀器技術平臺對實驗模態(tài)分析技術進行更深層開發(fā)研究的基礎性平臺。
【關鍵詞】：實驗模態(tài)分析 虛擬儀器 軟件觸發(fā) 參數(shù)識別
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB53
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 本課題研究背景與目的意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 實驗模態(tài)分析技術9-10
• 1.2.2 實驗模態(tài)分析相關軟件10-11
• 1.2.3 虛擬儀器技術11-12
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容與總體框架12-14
• 2 模態(tài)分析及其相關技術14-36
• 2.1 模態(tài)分析概念14
• 2.2 模態(tài)分析原理14-18
• 2.3 信號采集與分析18-24
• 2.3.1 信號采集技術18-20
• 2.3.2 頻響函數(shù)（FRF）分析20-24
• 2.4 模態(tài)參數(shù)辨識方法24-35
• 2.4.1 頻域直接參數(shù)識別方法（FDPI）25-26
• 2.4.2 整體正交多項式識別方法（FPDI）26-28
• 2.4.3 最小二乘復指數(shù)法（LSCE）28-30
• 2.4.4 三種算法的比較30-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 3 實驗模態(tài)分析系統(tǒng)研制36-50
• 3.1 系統(tǒng)功能需求分析36
• 3.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)36-37
• 3.3 硬件選擇37-39
• 3.3.1 力錘與傳感器的選擇37-38
• 3.3.2 采集卡的選擇38-39
• 3.4 系統(tǒng)軟件總體設計39-40
• 3.5 各子模塊的具體軟件實現(xiàn)40-48
• 3.5.1 幾何建模模塊40-41
• 3.5.2 數(shù)據(jù)采集模塊41-43
• 3.5.3 參數(shù)識別模塊43-47
• 3.5.4 振型動畫演示模塊47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 4 模態(tài)分析實驗50-65
• 4.1 簡支梁實驗模態(tài)分析50-55
• 4.2 薄圓板實驗模態(tài)分析55-60
• 4.3 電機支座實驗模態(tài)分析60-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 5 工作總結(jié)與展望65-67
• 5.1 工作總結(jié)65
• 5.2 不足與展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-70

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬法成;虛擬儀器在設備故障診斷技術實驗教學中的應用[J];機電信息;2001年10期

2 嚴加法;虛擬儀器的發(fā)展前景[J];航空電子技術;2002年04期

3 鄭樂丹;高校實驗室虛擬儀器建設探究[J];陜西工學院學報;2002年04期

4 James Truchard;虛擬儀器的未來[J];儀表技術;2002年05期

5 李震,柯旭貴,汪云祥;虛擬儀器的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀與展望[J];安徽工程科技學院學報(自然科學版);2003年04期

6 ;虛擬儀器[J];世界汽車;2003年11期

7 俞峰;劉學軍;;虛擬儀器及其應用[J];電氣時代;2003年02期

8 袁芳,江偉;儀器發(fā)展的新時代——虛擬儀器[J];儀器儀表用戶;2005年03期

9 白云川;開辟虛擬儀器新紀元——記全國“虛擬儀器”發(fā)展研討會[J];中國制造業(yè)信息化;2005年11期

10 馬文華;虛擬儀器——高校實驗室設備的發(fā)展方向[J];儀器儀表用戶;2005年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 應懷樵;;“虛擬儀器庫”與“移動試驗室”的發(fā)展和展望[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

2 周明秋;馮淑娟;;虛擬儀器及其展望[A];2004全國測控、計量與儀器儀表學術年會論文集（上冊）[C];2004年

3 周傳德;湯寶平;尹愛軍;;虛擬儀器及其發(fā)展[A];第五屆海峽兩岸計量與質(zhì)量學術研討會論文集[C];2004年

4 趙國忠;沈京玲;錢曉玲;王福合;;虛擬儀器課程建設初探[A];光電技術與系統(tǒng)文選——中國光學學會光電技術專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術與系統(tǒng)學術會議論文集[C];2005年

5 黃天辰;馮長江;黃興智;張建英;;虛擬儀器實驗室建設研究[A];全國高等學校電子技術研究會2006年年會論文集[C];2006年

6 許廣華;;虛擬儀器[A];第二十屆中國（天津）'2006IT、網(wǎng)絡、信息技術、電子、儀器儀表創(chuàng)新學術會議論文集[C];2006年

7 許廣華;;虛擬儀器[A];第二十屆中國（天津）’2006IT、網(wǎng)絡、信息技術、電子、儀器儀表創(chuàng)新學術會議論文集[C];2006年

8 詹志強;石雷兵;;虛擬儀器的校準[A];第三屆全國虛擬儀器大會論文集[C];2008年

9 應懷樵;;虛擬儀器、卡泰儀器與智慧儀器的發(fā)展歷程及趨勢[A];現(xiàn)代振動與噪聲技術（第九卷）[C];2011年

10 李勵;;潛心研發(fā)虛擬儀器 服務中國技術創(chuàng)新——“虛擬儀器之父”應懷樵教授[A];現(xiàn)代振動與噪聲技術（第九卷）[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王松濤;我國研制成功“一體化虛擬儀器”[N];經(jīng)濟參考報;2006年

2 王鏡榕;應懷樵“中國虛擬儀器之父”[N];企業(yè)家日報;2013年

3 蘇月瓊;虛擬儀器將大行其道[N];中國電子報;2000年

4 蘇月瓊;虛擬儀器漸成氣候[N];中國電子報;2001年

5 記者 鄧步來;重慶大學研制成功多種虛擬儀器[N];重慶日報;2001年

6 小雨;虛擬儀器研究領域的領跑者[N];中國信息報;2006年

7 小雨;中國數(shù)采和虛擬儀器成功探索30周年[N];中國信息報;2009年

8 小方;始終站在虛擬儀器科研領域最前沿[N];中國信息報;2010年

9 ;虛擬儀器[N];中國電力報;2001年

10 舒利益;應懷樵：無悔“虛擬器”人生[N];科技日報;2012年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 湯寶平;新一代虛擬儀器—智能控件化虛擬儀器系統(tǒng)的研究[D];重慶大學;2003年

2 尹愛軍;秦氏模型虛擬儀器及VMIDS開發(fā)系統(tǒng)的研究[D];重慶大學;2006年

3 崔紅梅;面向測試系統(tǒng)的虛擬儀器設計與應用研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學;2007年

4 張淑茳;基于虛擬儀器的船艇振動優(yōu)化控制研究[D];哈爾濱工程大學;2005年

5 謝宣松;G語言的一種結(jié)構(gòu)模型及平臺實現(xiàn)[D];吉林大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 穆春林;基于虛擬儀器的電子實驗系統(tǒng)研究與設計[D];南京理工大學;2015年

2 朱雋平;基于虛擬儀器和GPRS技術的邊坡遠程監(jiān)測系統(tǒng)研究與設計[D];吉林建筑大學;2015年

3 喬克婷;基于虛擬儀器的水泵振動噪聲測試系統(tǒng)[D];電子科技大學;2013年

4 何肖珉;示波器類虛擬儀器通用軟面板和驅(qū)動器的設計[D];電子科技大學;2014年

5 王星;開放式RFID實驗平臺的設計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

6 楊生梅;基于LabVIEW的虛擬通信設備測試儀軟件平臺設計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2013年

7 徐慶坤;基于虛擬儀器的勵磁監(jiān)測與故障分析系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];河北工業(yè)大學;2015年

8 蘇越;基于LabVIEW的振動分析虛擬儀器的研究[D];河北科技大學;2015年

9 姚宇翔;基于虛擬儀器的高頻信號采集與數(shù)據(jù)分析[D];河北科技大學;2015年

10 賈永剛;基于虛擬儀器的滾動軸承狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];南京航空航天大學;2014年

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本文編號：734436