在研究被测对象的动态特性时，往往需要人为地给被测对象施加一定的激振力，然后同时测出激励和响应信号，分析激励信号和响应信号的相对大小和相位关系，即可获得系统的动态特性。激振方式通常可分为稳态正弦激振、随机激振和瞬态激振。

（1）稳态正弦激振

稳态正弦激振是对被测对象施加一个稳定的单一频率的正弦激振力，并测定稳态下的振动响应与正弦力的幅值比与相位差。为了测得整个频率范围的频率响应，必须改变激振力的频率，这个过程被称为扫频或扫描。稳态正弦激振的激振系统一般由正弦信号发生器、功率放大器和激振器组成。

稳态正弦激振的优点是激振功率大、信噪比高、能保证测试的精确度。但是，为了保证结构处于稳态振动中，扫频速度必须足够缓慢，因此效率较低。特别是当系统阻尼较小时，更应该注意扫频速度。

（2）随机激振

随机激振一般用伪随机信号发生器作为信号源，是一种宽带激振的方法，它使被测对象在一定频率范围内产生伪随机振动。白噪声发生器所提供的信号是完全随机的，工程上有时希望能重复试验，可用伪随机信号或用计算机产生伪随机码作为随机激振信号。

随机激振测试系统可快速甚至实时测试，但是设备较复杂，价格较昂贵。

（3）瞬态激振

瞬态激振属于宽带激振，目前常用的瞬态激振方式有以下3种：

1）快速正弦扫描激振

快速正弦扫描法的原理是使信号发生器的频率在几秒或十几秒时间内由低频扫到高频，而幅值保持不变，信号经功率放大器和激振器激励被测结构。这种方法的特点是力的频谱在上下限频率范围内基本上是平直的，输入结构的能量较大。快速正弦扫描信号及其频谱如图5.13所示。

图5.13　快速正弦扫描信号及其频谱(www.daowen.com)

2）脉冲激振

脉冲激振又称敲击法，是用一把带有力传感器的锤子（又称脉冲锤或力锤）敲击被测对象，使被测对象受到脉冲力的作用。但是，这种敲击力不是理想的δ（t）函数，而是如图5.14所示的近似半正弦波。脉冲激振激振力的大小及有效频率范围取决于脉冲锤的质量和脉冲持续时间（敲击时接触时间）。表5.4列出了某厂的脉冲锤锤头质量与激励频宽的关系。由表5.4可知，随着锤头质量增加，激励频宽降低。当脉冲锤质量一定时，激振力和有效频率范围就取决于锤头垫材料的软硬，锤头垫越硬，脉冲持续时间越短，激振力越大，有效作用频率范围越宽。选用适当的锤头配重块的质量和敲击加速度，可调节激振力的大小。

图5.14　近半正弦波脉冲信号及其频谱

脉冲激振简便高效，目前在现场广泛采用。但是，在脉冲激振时，对激振点、拾振点、锤击的轻重及方向都有较高的要求。敲击力过大会引起非线性，过小会降低信噪比。脉冲力是一种随机输入，需要多次锤击并对测试结果平均以减少随机误差。

表5.4　脉冲激振激振力频谱与锤头质量、材质的关系

续表

3）阶跃激振

阶跃激振法可用能快速切断的绳索、能快速泄放的油缸或激波管等对结构突加或突卸常力来激出结构的响应，如采用一根张力弦来实施阶跃激振。试验时，在拟定的激振点处，由力传感器将弦的张力施加在试件上，使之产生初始变形，然后突然切断张力弦，相当于对试件施加一个负的阶跃激振力。阶跃激振属于宽带激振，理想阶跃函数的导数是理想脉冲函数。因此，阶跃响应的导数即为脉冲函数响应。

阶跃激振的频率范围较低，一般为0～30Hz，主要适用于大型柔性结构，在建筑结构的振动测试中普遍采用，也可用于测试脆弱结构，如太阳能电池板。