专家型模态试验分析软件EMAS

新一代专家型模态分析软件EMAS集成了强大的模态识别功能，涵盖模态分析领域主流算法，采用最新的计算机分析技术，融合了航天模态试验分析专家几十年经验结晶，不仅在性能完全超越国外同类产品，而且其融合的智慧型专家算法使模态分析软件的使用进入一个全新时代，使得初学者也可以得到专家级的分析结果，大大提高了模态分析软件的适用性。广泛应用于航天、航空、兵器、核工业、风电、交通、船舶、冶金、石油、建筑等行业及高校和研究所，涉及产品设计、验证、考核、检测、故障诊断、教学、研究等相关领域。

系统组成

EMAS-20系统由采集与分析、模态识别和几何模型三大模块组成，具有几何建模、数据采集、信号处理、模态识别和三维动画等一系列功能。

系统数据流图

采集与分析模块采用多窗口设计，波形显示方式多样，图形操作方便。模态识别模块采用向导式设计，操作简单，使模态分析工作变得易于掌握。几何模型模块采用多窗口设计，三维显示方式多样，图形操作丰富，使用户对振型的观察更为直观，对比分析更为方便。
EMAS-I、EMAS-S模态分析软件界面：

采集界面采集界面

模态识别界面

三维动画界面

EMAS-O模态分析软件界面

程序启动界面采集界面

ODS界面模态识别界面

三维动画显示界面

功能特点
    几何建模
    ☆ 自动建模和手动建模；
       ·多种坐标输入：直角坐标、柱坐标和球坐标；
       ·点、线、面的添加、删除与修改；
       ·建立约束方程。
    ☆ 数据采集
       ·采集方法：实时采集、触发采集和硬盘采集；
       ·连击判断提示、增益自动调节、测点自动编号；
       ·多通道同时采集、显示和存储；
       ·全同步、高速度、高精度采集；
       ·信号实时处理功能，包括：频谱、功率谱、互谱、频响函数、相干函数等。
    ☆ 数据处理
       ·多种格式的数据读写，包括：txt、dat、xls、mat和par格式等；
       ·预处理：滤波、多项式拟合、自相关、互相关等；
       ·频域分析：频谱、功率谱、互谱、相干函数、频响函数。
       ·批处理：互谱（单参考或多参考）、频响函数（单输入或多输入）。
模态识别
       ·EMAS-I和EMAS-S中模态分析方法包括：拟合圆、分量分析、正交多项式、频域多参考、复模态指数函数、最小二乘复频域法、时域最小二乘复指数法、时域总体参数识别和时域特征值。
       ·EMAS-O中模态分析方法包括：峰值法、频域分解法、最小二乘复频域法、时域最小二乘复指数法、时域总体参数识别和时域特征值；
       ·多种模态提取参考：稳态图、模态比例因子MSF、模态判定准则MAC。
    ☆ 动画显示
       ·动画幅度、速度自由调节；
       ·动画显示方式自由切换：点、线、面显示切换，俯视、仰视、侧视、四视切换；
       ·模态参数多种输出方式：数据文件、动画贴图和视频保存。
    ☆ 试验管理
       ·数据管理；
       ·试验信息管理。
性能指标
    ☆ 采集指标
       ·通道同步误差小于10 秒；
       ·最高采样速度：100KHz；
       ·采集精度：16和24Bit可选；
       ·模态分析性能
表1 EMAS-I及EMAS-S识别方法及应用

方法	应用	自由度数	求解域	估计区间	输入数
分量分析	频率、阻尼、振型	单	频域	局部	单
拟合圆	频率、阻尼、振型	单	频域	局部	单
复模态指示函数	频率、阻尼、振型	单	频域	局部	单
频域多参考	频率、阻尼、振型、参与因子	多	频域	全局	多
正交多项式	频率、阻尼、振型	多	频域	局部	单
最小二乘复频域	频率、阻尼、振型、参与因子	多	频域	全局	多
特征系统实现	频率、阻尼、振型、参与因子	多	时域	全局	多
时域总体辨识	频率、阻尼、振型、参与因子	多	时域	全局	多
最小二乘复指数	频率、阻尼、振型	多	时域	全局	单

表2 EMAS-O识别方法及应用

方法	应用	自由度数	求解域	估计区间	输入数
峰值法	频率、阻尼、振型	单	频域	局部	单
频域分解法	频率、阻尼、振型	单	频域	局部	单
最小二乘复频域	频率、阻尼、振型、参与因子	多	频域	全局	多
特征系统实现	频率、阻尼、振型、参与因子	多	时域	全局	多
时域总体辨识	频率、阻尼、振型、参与因子	多	时域	全局	多
最小二乘复指数	频率、阻尼、振型	多	时域	全局	单

融合智慧型专家算法的分析效果国际知名公司模态分析系统分析效果

      在数据相同的情况下，本系统的最小二乘复频域法与某公司相同方法的对比分析中，模态识别结果一致，识别速度相差无几，而本系统识别出来的假根更少。
实际工程应用案例
    目前该系统已经在航天许多型号（包括某些重点型号）、建筑桥梁、风力发电机叶片、发动机转子、船舶发动机等模态试验中使用，取得良好效果。
    ☆用于公路桥测试