阻尼固有频率
fd ?
1 Td
无阻尼固有频率 fn ?
fd 1- ?2
对数减幅系数 ? ? ln Xi
Xi?1
阻尼系数 ? ? ? 4? 2 ? ? 2
响 单自由度系统的强迫振动
应
幅 值
幅频特性
响 应
激励频率
位
相
相频特性
激励频率
一、虚拟仪器 vs传统仪器 The Software is the Instrument
目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是一种插 卡式的仪器。每一种仪器是一个插卡，为了保证仪器 的性能，采用了较多的硬件在计算机屏幕上出现。这 些卡本身都没有面板，其面板仍然用虚拟的机箱，再 与计算机相连，就组成了一个测试系统。
4、虚拟仪器概述
虚拟仪器（ virtual instrumention ）是基于计算机 的仪器。
3、虚拟仪器的起源
可以追朔到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国 防、航天等领域已经有了相当的发展。PC机出现以后， 仪器级的计算机化成为可能，甚至在Microsoft公司的 Windows诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上 推出了LabVIEW2.0以前的版本。对虚拟仪器和 LabVIEW长期、系统、有效的研究开发使得该公司成 为业界公认的权威。
虚拟仪器技术
五邑大学机电学院
共振现象
1.我国古代对“共振”的认识： 公元五世纪《天中记》： 蜀人有铜盘，早、晚鸣如人扣，问张华。张华曰： 此盘与宫中钟相谐，故声相应，可改变其薄厚.
2.1940年华盛顿的塔科曼大桥建成, 同年7月的一场大风 引起桥的自激振动，桥被摧毁.
3. 小号发出的波足以把玻璃杯振碎.
利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，它是一 个真正的３２位编译器。像许多重要的软件一样， LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的是计算机系统， 核心是软件技术。因此，美国国家仪器公司提 出 其 著 名 的 口 号 ： The Software is the Instrument ( 软件就是仪器 )。可以说，组建现 代化测控系统的成败很大程度上取决于软件平 台和工具以及相关硬件设备的选择 。为了使 “软件就是仪器”这句口号成为现实，美国国 家仪器公司在软件体系结构的各个层次上，形 成了完整的设备驱动程序、系统开发平台、实 用支持软件、应用软件包相互支撑的格局，使 虚拟仪器系统的概念不再“虚拟”！
振动信号的频率分析
把振动信号中所包含的各种频率成分分 别分解出来的方法。
频率分析的数学基础是傅里叶变换和快 速傅里叶算法（FFT）。
频率分析可用频率分析仪来实现，也可 在计算机上用软件来完成。
频率分析的结果得到各种频谱图，这是 故障诊断的有力工具。
FFT
时间域
频率域
IFFT
由自由振动确定固有频率和阻尼
图1 悬臂板 （正弦激励）
傅立叶变换
图2
图4
图3 频响函数
悬臂梁振动
第一阶振型 （一弯）
第三阶振型 （二弯）
第二阶振型 （一扭）
第四阶振型 （二扭）
图5
名称
振动的时域波形
波形
名称
波
形
若干幅值参数的定义
瞬时值 (Instant value)
x = x(t)
振动的任一瞬时的数值。
峰值 (Peak value)
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个 重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，
一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所 谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大 以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来 越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。
另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算 机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。
xp
振动离平衡位置的最大偏离。 平均绝对值 (Average absolute value) 均值 (Mean value) 又称平均值或直流分量。 有效值 (Root mean square value)
1T
? xav ? T 0 x dt
? x ? 1
T
x dt
T0
? xrms ?
1 T x2 dt T0
(软件就是仪器)
计算机技术的进步，已经使计算机由最初 的计算工具，成长为各行各业必不可少的支撑 环境。今天的科学家和工程师，正在利用计算 机系统的强大功能，改变着今天，创造着明天 。正是因为这个原因，面向工程、服务于工程 师和科学家的软件开发平台以及实用工具越来 越多，而且正在影响和推动着当代科技和生产 的进步。
建筑测试分析
测试建筑模型
结构经过4种不同程度的地震作用后的损伤情况 (a)小地震；(b)中度地震；(c)大地震；(d)超大地震
声振模态分析例子：飞机内部噪声
声振特性估计与控制
f = 32.9 Hz ? = 8.5%
f = 78.3 Hz ? = 7.0%
悬臂梁 SIMO 锤击法
振动频率逐 渐增加
附 图形化的程序语言，又称为“Ｇ”语言。使用这种语言 编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或 流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所 熟悉的术语、图标和概念，因此， LabVIEW是一个面向 最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程 系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便 捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器 系统时，可以大大提高工作效率。
5、仪器概念的转变
ROM Ma礟th
DISCPALONANDYTROL
礟 PROCESSOR
MEMORY
BUS
488
PORT
A/D
Timing
D/A
ConditioninDgI/OTI/O
1、LabVIEW是什么
LabVIEW （Laboratory Virtual instrument Engineering ）是一种图形化的编程语言，它广泛地被工 业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的 数据 采集和仪器控制软件。
LabVIEW 集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便 于应用TCP/IP、ActiveX 等软件标准的库函数。这是一个 功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚 拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣 。