多输入多输出模态测试 MIMO Modal Testing

MIMO 模态分析多输入/多输出（MIMO）系统，结构在受多个激振源同步输入情况下测量系统的传递函数，这在高级结构模态研究中经常会用到。MIMO测试既省时又精确，使用多个激振器同时激励结构的不同位置和方向，能获取高质量的结构响应信息。由于输入激励是分散的，因此可以在不使试样单点承受过大应力的情况下提供更高量级的激励，检测更多的响应信息。其次，激励点分散保证分析带宽内的所有模态都能被捕获。第三，在所有获取的模态信息中，边界条件保持一致，而单点法通常需要一系列试验，使用不同的激振位置来完成结构表征，每种方法都施加不同的约束。

SIMO单激励多响应测试中，每个响应点与该激励点构建一个传递函数。在MIMO多输入多输出测试中，每个响应与每个激励点均构建传递函数，传递函数用矩阵表示。矩阵每列对应每个激励输入，每行对应每个响应输出。

MIMO模态测试比SIMO单输入多输出测试计算更加复杂，每个响应同时受所有激励的影响，系统要分离出每个激励对响应的影响，需要解耦计算出每个响应与每个激励之间的独立传递函数。

多重相干函数 Multiple Coherence Function

Sy：单个输出响应点

S1~Se：e个激振点

H1y~Hey：每个激振点到响应点的传递函数

Sy为每个激励点通过独立传递函数输出后的总和

C1y~Cey 每个激励点到响应点的相干函数同步计算

Cy 响应点与S1~Se组合输入的多重相干函数同步计算

(相干函数表征输入信号与输出信号的因果关系）

参考通道 Reference Channels

1.激振通道使用力传感器

2.设置激励力通道为参考通道

3.响应通道为加速度传感器

测量数据与结构空间点对应，正确的标注每个测量数据的坐标和方向是模态振型分析所必须要求的，测量数据导出到别的模态动画软件时，按照标注点和方向与结构模型自动对应。

测量显示曲线 Transfer Function Measurement Signals

Xx – the last time-history 通道时域波形

Wx – the time-history of Xx multiplied by the Window 通道加窗时域波形

Sx -   the complex spectrum of Wx. 通道频谱

Sxx – the last constituent auto (power) spectrum 通道自功率谱

Gxx -   the auto (power) spectrum 通道平均自功率谱

Cxy –the coherence function 响应与激励通道间相干函数（矩阵）

Cy – the real-valued multiple coherence function 响应与所有输入间多重相干函数

Sxy – the last (complex) constituent cross spectrum 通道间互功率谱

Gxy – the (complex) cross-spectrum 通道间平均互功率谱

Hxy – the (complex) transfer function (or FRF) 响应与激励通道间传递函数（矩阵）

Zxy – the impulse response function 脉冲响应函数

MIMO模态测试设备 Modal Testing Devices

1.DP240分析仪

2.DP730分析仪

3.DP900分析仪

4.DP M系列激振器

5.DP V系列永磁小型振动台

6.模态脉冲力锤