FRF 质量控制：相干、窗函数、平均、双击 |
| 要求 | 说明 |
|---|---|
| 重复性 | 同一测点重复测量，曲线形态与峰值位置基本一致 |
| 相干可靠 | 目标频段相干不「塌」 |
| 无明显伪激励 | 无双击、无滑击、无触发漂移 |
| 窗函数匹配 | 力 / 响应窗设置合理，泄漏与噪声可控 |
相干（Coherence）怎么理解？
一句话解释
相干可以理解为：在某个频率点上，输出响应有多少比例是由输入激励「解释得了」的。相干越高，数据越可信；相干「塌」往往意味着噪声、非线性、过载或安装 / 线缆问题。
工程用法
- 先定目标频段 — 只讨论你关心的频段内相干是否稳定
- 结合重复性 — 相干高但重复性差，也要查触发 / 窗 / 安装
- 结合输入能量 — 能量不足时相干会差；激励策略要调整
相干差的 8 个常见原因（排查清单）
- 激励能量不足 — 锤头太软 / 太硬不匹配，激振器力不够
- 双击 / 滑击 — 输入含二次冲击或摩擦，导致伪 FRF
- 传感器安装不牢 — 高频尤其明显
- 线缆摩擦 / 摆动 — 现场常见「假信号」
- 量程不匹配或过载 — 削顶 / 饱和会让相干崩掉
- 窗函数不合理 — 泄漏严重
- 非线性 — 大力激励导致结构进入非线性区
- 边界条件漂移 — 夹具松动、支撑变化
窗函数怎么选？
窗函数的目标：在有限采样时间内，把该保留的信号留下，把会造成泄漏 / 噪声的尾巴压下去。
锤击（Impact）
| 通道 | 窗函数 | 目的 |
|---|---|---|
| 力通道 | Force Window（力窗） | 截取冲击脉冲，抑制冲击后噪声 |
| 响应通道 | Exponential Window（指数窗） | 压缩振动衰减尾部，降低泄漏（尤其阻尼小、尾巴长时） |
激振器（随机 / 扫频）
- Hanning（汉宁窗）或 Rectangular（矩形）：根据激励类型与同步方式选择
- 实践建议：先用系统默认推荐，再用「重复性 + 相干」验证
选错窗的典型症状
- 峰形「毛」、底噪抬高、相干下降
- 相位跳跃异常或频响在共振附近不合理畸变
平均怎么做才有效？
平均的目的是：提高信噪比，让 FRF 更稳定。但平均不是越多越好，关键是「有效冲击 / 有效激励」。
锤击平均
- 每个点至少 N 次有效冲击（3～10 次起步，视结构与频段而定）
- 每次冲击都要通过：无双击、不过载、相干达标、波形合理
- 坚持「坏击不入平均」：宁可多打一两次，也不要把坏数据平均进去
激振器平均
- 随机激励通常依赖平均提升稳定性
- 平均后仍不稳定：优先检查输入力水平、夹具、传感器 / 线缆、非线性
双击（Double-hit）是什么？怎么处理？
什么是双击
锤击输入中出现 第二个明显峰值（二次敲击 / 反弹 / 滑击），会导致输入不再是理想冲击，从而污染 FRF。
常见来源
- 锤头反弹、手法不稳
- 软材料表面导致「粘 - 弹」效应
- 锤头与结构发生摩擦或滑动
处理策略（从源头消灭）
- 训练手法：一次干净、短脉冲
- 选对锤头硬度：让能量覆盖目标频段
- 优化触发：避免触发点落在第二次冲击上
- 开启双击检测：让系统自动剔除（阈值按项目调优）
一页速查：FRF 质量控制 12 条
| # | 检查项 |
|---|---|
| 1 | 先定目标频段与频率线配置 |
| 2 | 传感器安装牢固、方向一致 |
| 3 | 线缆固定并做应力释放 |
| 4 | 量程与灵敏度匹配，避免过载 |
| 5 | 锤头硬度与频段匹配 / 激振器力水平足够 |
| 6 | 力窗 + 指数窗（锤击）或按激励选择窗（激振器） |
| 7 | 设置合理触发与预触发 |
| 8 | 坏击不入平均（双击 / 过载 / 相干差直接剔除） |
| 9 | 做重复性检查（同一点多次测量对比） |
| 10 | 记录边界条件与夹具状态 |
| 11 | 保存原始时域数据（可追溯） |
| 12 | 输出数据包：FRF + 元数据 + 参数表（可复盘） |
VibStone 实战建议
如果你遇到「相干总不好 / 峰值乱跳 / 平均也不稳」，把以下内容发给我们即可远程诊断：
- 结构照片与传感器安装照片
- 目标频段与采样 / 窗 / 平均设置截图
- 一段原始时域与对应 FRF
本文为通用工程经验总结。不同结构、频段与边界条件差异很大，参数需现场验证与调整。